Javascript中作用域的详细介绍

1、编译原理

在传统编译语言的流程中，程序中的一段代码执行前会经历三个步骤。统称为“编译”。

词法分析

将代码字符串分解成有意义的代码块，这些代码块称为词法单元。例如：在js中，var a = 2;。这段程序通常被拆分为以下词法单元。var、a、2、;。至于空格是否会被当成词法单元，取决于空格在这门语言中是否有意思。
语法分析

将词法单元流（数组）转换为“抽象语法树”（AST，Abstract Syntax Tree。编译原理课程中提到过）。
代码生成

将AST转换为可执行代码。与语言，平台有关（java跨平台）。简单来说：var a = 2;的AST被转换成一组机器指令，用来创建一个a的变量（分配内存等），并将2存储在a中。

而对于Javascript而言，尽管通常它被归类为“动态”或“解释执行”语言，但实际上它是一门编译语言。所不同的是，在它编译时引擎要执行更复杂的操作过程。

首先，Javascript引擎不会有大量的（向其他编译器那么多的）时间来进行优化，因为与其他语言不同，它的编译过程不是在构建之前的。

对于Javascript而言，大部分编译发生在代码执行前的几微秒（甚至更短）。所以引擎会用尽各种方法（比如JIT）来保证性能最佳。

简单的说，任何Js代码在执行前都要编译（几微秒前）。因此，在执行var a = 2;这段代码前，引擎会先编译，然后做好执行它的准备（加入到代码队列）。通常是马上执行。

2、理解作用域

引擎

负责整个编译以及执行过程。
编译器

引擎的好朋友之一，负责语法分析和代码生成等脏活累活。
作用域

引擎的另一个好朋友，负责收集和维护所有变量，并实施一套非常严格的规则，以保证当前代码（作用域）对变量的访问权限。

对于var a = 2;，它不仅仅是一句简单的声明。声明它有两个过程。编译时：编译器进行相关操作。执行时，Js引擎进行相关操作。

var a，编译器会在当前作用域查找是否有a这个变量。如果有，则编译器忽略此声明。否则，在当前作用域创建一个a变量（分配内存）。

a = 2，接下来编译器（语法分析，代码生成…）生成运行时所需的代码用来处理这个赋值操作。具体的赋值操作由Js引擎负责。Js引擎会在当前作用域查找a这个变量，如果找到，就进行赋值操作。否则，在父级作用域查找（作用域嵌套），直至全局作用域。如果找到，进行赋值操作。找不到抛出异常。

在查找作用域的过程中，会涉及到LHS查询和RHS查询。它们分别代表赋值操作的目标和赋值操作的源头。不仅仅是赋值操作，更有函数赋值操作等等。比如：

function foo(a){
  console.log(a);
}
foo(2);

最后一行foo()函数的调用需要对foo()本身进行RHS查询。在全局作用域中找到了foo的声明。并且()意味着要把foo当做一个函数执行，所以foo最好是一个函数，否则会报错。

还有一个容易忽视的细节。在把2作为实参传入到foo的形参时，会有一个隐式的a=2操作。a是赋值操作的源头，2是赋值操作的目标。所以这里对a进行了一次LHS查询。由于在编译过程中在当前作用域（函数作用域）将a声明为foo的一个形参了，所以可以找到。

然后就是console.log(a);，console本身也需要一个LHS查询，它是在window下面的内置对象，所以可以找到。然后对a进行RHS查询。幸运的是，在将2赋值给函数形参a的时候，a已经声明并赋值了。所以这个RHS是可以进行的。

3、作用域嵌套

在之前我们说过，作用域负责收集和维护所有变量，并实施一套非常严格的规则，以保证当前代码（作用域）对变量的访问权限。考虑以下代码：

function foo(a){
  console.log(a+b);
}
var b = 2;
foo(2);

我们只考虑这里对b的RHS引用。Js引擎开始试图在foo函数作用域查找b变量，但是并没有找到。于是，Js引擎就会突破当前限制，去外层作用域查找。哎呀，找到了！于是就对b进行RHS引用成功了。当然呢，要是没找到的话，Js引擎也不会放弃，会继续往外层作用域查找，直到找到全局作用域。然后遵循的规则参照a=2赋值那块。

4、异常

在一个变量还没有声明（任何作用域都无法查到）的情况下，LHS和RHS查询失败后的操作是不一样的。可以预料，RHS查询失败会抛出一个异常，那么LHS查询失败呢？

function foo(a){
  console.log(a+b);
  b = a;
}
foo(2);

第一次对ｂ进行RHS查询时，在任何作用域无法找到该变量的声明。那么有小伙伴就疑惑了，b=a呢？不是对b的声明吗？答案是：是。这里确实是对b的声明。

但在对作用域查找的过程中，只会向上查找声明（涉及到声明提升）。由于这里b是在console.log()后面定义的。所以是失败的，抛出ReferenceError异常。值得注意的是，ReferenceError是非常重要的异常类型。再考虑下述代码：

function foo(a){
  b = a;
  console.log(a+b);
}
foo(2);

这里呢，第一次对ｂ进行的是LHS查询。如果在顶层（全局）作用域也无法查到foo的话，那么Js引擎就会很热心的帮你在全局作用域创建一个b变量，前提是在非“严格模式”下，在一个作用域内加上代码“use strict”，表明使用严格模式。在严格模式下，LHS查询失败时，并不会创建一个全局变量，而是抛出同RHS查询失败时类似的ReferenceError异常。

接下来，加入你找到了这个变量，但是你试图对这个变量进行不合理的操作。如：对一个非函数类型的变量进行()函数调用、对null或undefined类型的值进行访问，那么引擎会抛出另一种类型的异常，叫做TypeError。

总之，RefercenError同作用域判别失败相关，而TypeError表示作用域判别成功，但是对结果的操作是不合法的。

5、小结

作用域是一套规则，规定在何处以及如何查找变量（加上之前说的，重要的事情说三遍）。如果查找的目的是赋值，就是进行LHS查询。如果目的是获取变量的值，就会进行RHS查询。

Js引擎会在代码执行前对其进行编译。var a = 2;，这样的操作会被分成两个步骤。

1.编译时， 编译器声明a变量，即var a。

2. 运行时，对a变量进行赋值。a=2。

LHS查询和RHS查询失败会进行不同的操作。RHS查询失败会抛出ReferenceError异常。LHS查询失败会在全局作用域创建变量（非严格模式），在严格模式下抛出ReferenceError异常。

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