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ES5中执行环境和作用域的详细介绍(代码示例)

这篇文章主要介绍了ES5中执行环境和作用域的详细介绍(代码示例),具有一定借鉴价值,需要的朋友可以参考下。希望大家阅读完这篇文章后大有收获。下面让小编带着大家一起了解一下。

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执行环境(execution context)

执行环境(execution context,为了简单起见,有时也成为环境)是JavaScript中最为重要的一个概念。

执行环境,定义了变量或函数有权访问其他数据,且决定了它们各自的行为。

每个执行环境都有一个与之关联的变量对象(variable object),环境中定义的所有变量和函数都保存在这个对象中。

虽然我们编写的代码无法访问这个对象,但解析器在处理数据时会在后台使用它。

全局执行环境时最外围的一个执行环境。

根据ECMAScript实现所在的宿主环境不同,表示执行环境的对象也不一样。

在Web浏览器中,全局执行环境被认为是window对象,因此所有全局变量和函数都是作为window对象的属性和方法创建的。

(变量的生命周期),某个执行环境中的所有代码执行完毕后,该环境被销毁,保存在其中的所有变量和函数定义也随之销毁)

全局执行环境直到应用程序退出——例如关闭网页或浏览器时才会被销毁。

每个函数都有自己的执行环境。当执行流进入一个函数时,函数的环境就会被推入一个环境栈中。在函数执行之后,栈将其环境弹出,把控制权返回给之前的执行环境。ECMAScript程序中的执行流正是由这个方便的机制控制着。

作用域链(scope chain)

当代码在一个环境中执行时,会创建变量对象的一个作用域链(scope chain)。
作用域链的用途,是保证对执行环境,有权访问的所有变量和函数的有序访问。

作用域链的前端,始终都是当前执行的代码所在环境的变量对象。(也可以理解为“就近原则”)。

如果这个环境是函数,则将其活动对象(activation object)作为变量对象。

函数执行环境中的活动对象在最开始时,只包含一个变量,即arguments对象(这个对象在全局环境中是不存在的)作为变量对象。

作用域链中的下一个变量对象来自包含(外部)环境,而再下一个变量对象则来自下一个包含环境,这样,一直延续到全局执行环境。

全局执行环境的变量对象,始终是作用域链中的最后一个对象。

标识符解析是沿着作用域链一级一级地搜索标识标识符的过程。
搜索过程始终从作用域链的前端开始,然后逐级向后回溯,直至找到标识符为止(如果找不到标识符,通过会导致错误发生)。

var color = "blue";

function changeColor() {
    if(color === "blue") {
        color = "red";
    } else {
        color = "blue";
    }
}

changeColor();

console.log("Color is now " + color); // "color is now red"

在这个简单的例子中,函数changeColor()的作用域链包含两个对象:

它自己的变量对象(其中定义着arguments对象)和全局环境的变量对象。

可以在函数内部访问变量color,就是因为可以在这个作用域链中找到它。

此外,在局部作用中定义的变量可以在局部环境中与全局变量互换使用。

var color = "blue";

function changeColor() {
    var anotherColor = "red";

    function swapColors(){

        //这里可以访问color、anotherColor和tempColor
        var tempColor = anotherColor;
        anotherColor = color;
        color = tempColor;
    }

    //这里可以访问color和anotherColor,但不能访问tempColor
    swapColors();
}

//这里只能访问color
changeColor();

以上代码,涉及3个执行环境:

  • 全局环境(在web浏览器中就是window)

  • 函数changeColor()的局部环境

  • 函数swapColors()的局部局部

全局环境中有一个变量color和一个函数changeColor()。changeColor()的局部环境中有一个名为anotherColor的变量和一个名为swapColors()的函数,但它也可以访问全局环境中的变量color。swapColors()的局部环境中有一个变量tempColor,该变量只能在这个环境中访问到。

无论全局环境还是changeColor()的局部环境都无权访问tempColor。

然而,在swapColors()内部,则可以访问其他两个环境中的变量,因为那两个环境是它的父执行环境。

      
 window, color, changeColor()
            |
    anotherColor, swapColors()
                    |
                tempColor

内部环境可以通过作用域链访问所有的外部环境,但外部环境不能访问内部环境中的任何变量和函数。

这些环境之间的联系是线性、有次序的。

每个环境都可以向上搜索作用域链,以查询变量和函数名。但是,任何环境都不能通过向下搜索作用域链而进入另一个执行环境。

函数参数也被当做变量来对待,因此其访问规则与执行环境中的其他变量相同。

没有块级作用域(ES5中没有)

JavaScript没有块级作用域经常会导致理解上的困惑。
在其他类C的语言中,由花括号封闭的代码块都有自己的作用域(如果用ECMAScript的话来讲,就是它们自己的执行环境),因而支持根据条件来定义变量。

if(true) {
    var color = "blue";
}

console.log(color); //"blue"

这里是在有一个if语句中定义了变量color。
如果是在C、C++或Java中,color会在if语句执行完毕后被销毁。
但在JavaScript中,if语句中的变量声明会将变量添加当前的执行环境(在这里是全局环境window)中。

在使用for语句时尤其要牢记这一差异。

for(var i = 0; i < 10; i++) {
    console.log(i); // 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
}

/*
//等价于
var i;

for(i = 0; i < 10; i++) {
    console.log(i);
}

*/

console.log(i); //10

对于有块级作用域的语言来说,for语句初始化变量的表达式所定义的变量,只会存在于循坏的环境之中。而对于JavaScript来说,由for语句创建的变量i即使在for循环结束之后,也依旧会存在于循坏外部的执行环境中。

声明变量

使用var声明的变量会自动被添加到最接近的环境中,在函数内部,最接近的环境就是函数的局部环境。

如果初始化变量时没有使用var声明,该变量会自动被添加到全局作用域。

function add(num1, num2) {
    var sum = num1 + num2;
    return sum;
}

var result = add(10,20); //30
console.log(sum); //sum is not defined

以上代码中的函数add()定义了一个名为sum的局部变量,该变量包含加法操作的结果。
虽然结果值从函数中返回了,但变量sum在函数外部是访问不到的。
如果省略这个例子中的var关键字,那么当add()执行完毕后,sum也将可以访问到。

function add(num1, num2) {
    sum = num1 + num2;
    return sum;
}

var result = add(10,20); // 30
console.log(sum); 30

在这个例子中的变量sum在被初始化赋值时没有使用var关键字。
于是,当调用完add()之后,添加到全局环境中的变量sum将继续存在。
即使函数已经执行完毕,后面的代码依旧可以访问它。

在编写JavaScript代码的过程中,不声明而直接初始化变量时一个常见的错误,这样会导致一些不可预估的意外。养成良好的习惯,在初始化变量之前,一定要先声明,这样就可以避免类似问题。在严格模式下,初始化未经声明的变量会导致错误。

2.查询标识符

当在某个环境中为了读取或写入而引用一个标识符时,必须通过搜索来确定该标识符实际代表什么。搜索过程从作用域链的前端开始,向上逐级查询与给定名字匹配的标识符。

如果在局部环境中找到了该标识符,搜索过程停止,变量就绪。

如果在局部环境中没有找到该变量,则继续沿作用域向上搜索。

搜索过程将一直追溯到全局环境的变量对象。

如果在全局环境中也没有找到这个标识符,则意味着该变量尚未声明。

var color = "blue";

function getColor() {
    return color;
}

console.log(getColor()); // "blue"

/*
window = {
    color,
    getColor = function() {
        return color;
    }
}
*/

调用本例中的函数getColor()时会引用变量color。

为了确定变量color的值,将开始一个两步的搜索过程。

  • 首先,在getColor()的局部环境中搜索变量对象,查找其中是否包含一个名为color的标识符。

  • 然后,没有找到,对不?那就到外面的环境中找,在全局作用域中找到名为color的标识符。

搜索到了定义这个变量的变量对象,搜索过程宣告结束。

在这个搜索过程中,如果存在一个局部的变量的定义,则搜索会自动停止(找到了,我就不找了),不再进入另一个变量对象。换句话说,如果局部环境中存在着同名标识符,就不会使用位于父环境中的标识符。

var color = "blue";

function getColor() {
    var color = "red";
    return color;
}

console.log(getColor()); //"red"

修改后的代码在getColor()函数中声明了一个名为color的局部变量。
调用函数时,该变量就会被声明。而当函数中的第二行代码执行时,意味着必须找到并返回变量color的值。
搜索过程,首先从局部环境中开始,而且在这里发现了一个名为color的变量,其值为“red”。
变量已经在函数的局部环境中找到了,所以搜索停止,return语句就使用这个局部变量,并为函数返回“red”。

如果不使用window.color都无法访问全局color变量。

变量查询也不是没有代价的。很明显,访问局部变量要比访问全局变量更快,因为不用向上搜索作用域链。JavaScript引擎在优化标识符查询方面做得不错,因此这个差别在将来恐怕可以忽略不记。

感谢你能够认真阅读完这篇文章,希望小编分享ES5中执行环境和作用域的详细介绍(代码示例)内容对大家有帮助,同时也希望大家多多支持创新互联,关注创新互联行业资讯频道,遇到问题就找创新互联,详细的解决方法等着你来学习!


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