深入學習js之——詞法作用域和動態作用域

Louis發表於2019-02-16
JS

開篇

當我們在開始學習任何一門語言的時候，都會接觸到變數的概念，變數的出現其實是為了解決一個問題，為的是儲存某些值，進而，儲存某些值的目的是為了在之後對這個值進行訪問或者修改，正是這種儲存和訪問變數的能力將狀態給了程式。我們的程式中到處都充斥著對於狀態的判斷，根據不同的狀態執行不同的邏輯。

我們試想一下，如果沒有狀態這個概念，程式雖然也能夠執行一些簡單的任務，但是它會受到很多的限制，所能完成的功能是有限制的，舉個例子，沒有狀態你是如何執行迴圈語句？沒有狀態如何更加優雅地使用邏輯結構？

仔細想想，好像是寸步難行，當然引入變數後幫我們解決了這個問題。

但是，引入變數和狀態的概念之後會引起幾個問題：這些變數住在哪裡？換句話說，它們儲存在哪裡？最重要的是，程式需要它們的時候如何找到它們？

今天我們就一起學習一下這套儲存和查詢變數的規則，這套規則我們稱之為：作用域。

作用域

我們來拆解一下這個詞語,所謂的“域”我們可以理解為：範圍、區域，加上“作用”兩個字所要表述的問題就是作用的範圍、區域，比如國家的行政區域劃分是為了便於管理，類比到程式原始碼中作用域的出現也是為了便於對於變數做管理。

好，這裡我們簡單做一下總結：

  • 定義：作用域是指程式原始碼中定義變數的區域。
  • 作用：作用域規定了如何查詢變數，也就是確定當前執行程式碼對變數的訪問許可權。
  • 在javaScript中的應用 ：JavaScript採用詞法作用域(lexical scoping)，也就是靜態作用域。

那什麼又是 詞法作用域或者靜態作用域呢？

請繼續往下看

靜態作用域與動態作用域

因為javaScript採用的是詞法作用域,函式的作用域在函式定義的時候就決定了。
而詞法作用域相對的是動態作用域,函式的作用域是在函式呼叫的時候才決定的。
讓我們看一個例子來理解詞法作用域和動態作用域之間的區別：

var value = 1;

function foo() {
  console.log(value);
}

function bar() {
  var value = 2;
  foo();
}

bar();
// 結果是 ???

上面的程式碼中：

  • 1.我們首先定義了一個value，並賦值為1；
  • 2.宣告一個函式foo，函式的功能是列印 value 這個變數的值;
  • 3.宣告一個函式bar，函式內部重新建立了一個變數 value 這個變數賦值為2；
    在函式內部執行了 foo() 這個函式；
  • 4.執行 bar() 這個函式

假設javaScript採用靜態作用域，讓我們分析下執行過程：

執行foo函式,首先從 foo 函式內部查詢是否有變數 value ,如果沒有
就根據書寫的位置，查詢上面一層的程式碼，我們發現value等於1，所以結果會列印 1。

假設javaScript採用動態作用域，讓我們分析下執行過程：

執行foo函式，依然是從 foo 函式內部查詢是否有區域性變數 value。如果沒有，
就從呼叫函式的作用域，也就是 bar 函式內部查詢 value 變數，所以結果會列印 2。

上面在區分靜態作用於和動態作用域的時候,我們已經說了如果是靜態作用域，那麼函式在書寫定義的時候已經確定了，而動態作用域是函式執行過程中才確定的。

JavaScript採用的是靜態作用域，所以這個例子的結果是 1。
我們在控制檯中輸入執行上面的函式，檢驗一下執行結果果然是 1。

動態作用域

那什麼語言是採用的動態的作用域呢? 其實bash 就是動態作用域，
我們可以新建一個 scope.bash 檔案將下列程式碼放進去，執行一下這個指令碼檔案：

#!/bin/bash

value=1
function foo () {
    echo $value;
}
function bar () {
  local value=2;
  foo;
}
bar

上面程式碼執行的結果輸出2很好解釋，雖然在程式碼最上層定義了 value並賦值為1，但是在呼叫foo函式的時候,在查詢 foo 內部沒有 value 變數後，會在foo 函式執行的環境中繼續查詢，也就是在bar 函式中查詢，很幸運我們找到了。

思考

最後，讓我們看一個《JavaScript權威指南》中的例子：

// 例1：
var scope = "global scope";
function checkscope(){
  var scope = "local scope";
  function f(){
    return scope;
  }
  return f();
}
checkscope();

// 例2：
var scope = "global scope";
function checkscope(){
  var scope = "local scope";
  function f(){
    return scope;
  }
  return f;
}
checkscope()();

讓我們來分析一下上面例1的程式碼:

  • 1、定義一個變數 scope 並賦值 global scope；
  • 2、宣告一個函式 checkscope ,在這個函式中 定義一個變數 scope 並賦值 local scope；
  • 3、在checkscope 函式中 又定義一個函式 f ,這個函式 只做了一件事：返回scope 這個變數；
  • 4、最後返回並執行 f 這個函式；
  • 5、呼叫checkscope

按照我們上面解釋的javaScript中靜態作用域理解，在執行 checkscope 這個函式的時候在函式內部執行的是f 這個函式，首先在 f 這個函式內部查詢 scope 這個變數發現沒有，繼續在定義函式f的上面一層查詢，發現在checkscope 這個函式作用域內 找到了scope的值 直接返回，至於 checkscope外面定義的scope沒有理睬。

讓我們來分析一下上面例2的程式碼:

  • 1、定義一個變數 scope 並賦值 global scope；
  • 2、宣告一個函式 checkscope 在這個函式中 定義一個變數 scope 並賦值 local scope；
  • 3、在checkscope 函式中 又定義一個函式 f 這個函式 只做了一件事：返回scope 這個變數；
  • 4、最後單純的返回 f 這個函式；
  • 5、呼叫checkscope

按照我們上面解釋的javaScript中靜態作用域理解，在執行 checkscope 這個函式的時候在函式內返回了函式f實際是在最外面呼叫的f但是由於javaScript是採用的詞法作用域，因此函式的作用域基於函式建立的位置。

而引用《JavaScript權威指南》的回答就是：

JavaScript 函式的執行用到了作用域鏈，這個作用域鏈是在函式定義的時候建立的。巢狀的函式 f() 定義在這個作用域鏈裡，其中的變數 scope 一定是區域性變數，不管何時何地執行函式 f()，這種繫結在執行 f() 時依然有效。

但是在這裡真正想讓大家思考的是：

雖然兩段程式碼執行的結果一樣，但是兩段程式碼究竟有哪些不同呢？

敬請期待下面一篇關於javaScript 中的執行上下文棧的相關內容。

參考：

相關文章