理解JavaScript中的作用域

范围，或确定变量所在位置的一组规则，是任何编程语言的最基本概念之一。事实上，它是如此基本，以至于我们很容易忘记这些规则是多么微妙！

准确理解 JavaScript 引擎如何“思考”作用域将使您避免编写提升可能导致的常见错误，让您做好准备专注于闭包，并让您离永远不再编写错误更近一步 再次。

...无论如何，它会帮助您理解提升和关闭。

在本文中，我们将了解：

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• JavaScript 中作用域的基础知识
• 解释器如何决定哪些变量属于哪个作用域
• 吊装的实际工作原理
• ES6 关键字 let 和 const 如何改变游戏规则

让我们深入探讨。

如果您有兴趣了解有关 ES6 的更多信息以及如何利用语法和功能来改进和简化 JavaScript 代码，为什么不看看这两门课程：

词法范围

如果您之前编写过一行 JavaScript，您就会知道定义变量的位置决定了您可以使用的位置> 他们。变量的可见性取决于源代码的结构，这一事实称为词法 范围。

在 JavaScript 中创建作用域有三种方法：

1. 创建函数。在函数内部声明的变量仅在该函数内部可见，包括在嵌套函数中。
2. 使用 let 或 const 在代码块内声明变量。此类声明仅在块内可见。
3. 创建catch 块。不管你相信与否，这实际上确实创建了一个新的范围！

"use strict";
var mr_global = "Mr Global";

function foo () {
    var mrs_local = "Mrs Local";
    console.log("I can see " + mr_global + " and " + mrs_local + ".");
    
    function bar () {
        console.log("I can also see " + mr_global + " and " + mrs_local + ".");
    }
}

foo(); // Works as expected

try {
    console.log("But /I/ can't see " + mrs_local + "."); 
} catch (err) {
    console.log("You just got a " + err + ".");
}

{
    let foo = "foo";
    const bar = "bar";
    console.log("I can use " + foo + bar + " in its block...");
}

try {
    console.log("But not outside of it.");   
} catch (err) {
    console.log("You just got another " + err + ".");
}

// Throws ReferenceError!
console.log("Note that " + err + " doesn't exist outside of 'catch'!") 

上面的代码片段演示了所有三种作用域机制。您可以在 Node 或 Firefox 中运行它，但 Chrome 还无法与 let 很好地配合。

我们将详细讨论其中的每一个。让我们首先详细了解 JavaScript 如何确定哪些变量属于哪个作用域。

编译过程：鸟瞰

当您运行一段 JavaScript 时，会发生两件事使其正常工作。

1. 首先，编译您的源代码。
2. 然后，编译后的代码将被执行。

在编译步骤期间，JavaScript 引擎：

1. 记下所有变量名称
2. 将它们注册到适当的范围
3. 为自己的价值观保留空间

只有在执行期间，JavaScript 引擎才真正将变量引用的值设置为等于其赋值。在那之前，它们是 undefined。

第 1 步：编译

// I can use first_name anywhere in this program 
var first_name = "Peleke";

function popup (first_name) {
    // I can only use last_name inside of this function
    var last_name = "Sengstacke";
    alert(first_name + ' ' + last_name);
}

popup(first_name);

让我们逐步了解一下编译器的作用。

首先，它读取行 var first_name = "Peleke"。接下来，它确定将变量保存到的范围。因为我们位于脚本的顶层，所以它意识到我们处于全局范围。然后，它将变量 first_name 保存到全局范围，并将其值初始化为 undefined。

其次，编译器读取带有 function popup (first_name) 的行。因为 function 关键字是该行的第一个内容，因此它为函数创建一个新作用域，将函数的定义注册到全局作用域，并查看内部以查找变量声明。

果然，编译器找到了一个。由于我们函数的第一行中有 var last_name = "Sengstacke"，因此编译器会将变量 last_name 保存到 class="inline">popup —不到全局范围 — 并将其值设置为 undefined。

由于函数内不再有变量声明，编译器将退回到全局作用域。由于不再有变量声明，因此此阶段已完成。

请注意，我们实际上还没有运行任何东西。此时编译器的工作只是确保它知道每个人的名字；它不关心他们做什么。

此时，我们的程序知道：

1. 全局范围内有一个名为 first_name 的变量。
2. 全局范围内有一个名为 popup 的函数。
3. 在 popup 范围内有一个名为 last_name 的变量。
4. first_name 和 last_name 的值均为 undefined。

它并不关心我们是否在代码中的其他地方分配了这些变量值。引擎在执行时会处理这个问题。

第 2 步：执行

在下一步中，引擎再次读取我们的代码，但这一次，执行它。

首先，它读取行 var first_name = "Peleke"。为此，引擎会查找名为 first_name 的变量。由于编译器已经用该名称注册了一个变量，引擎会找到它，并将其值设置为 "Peleke"。

接下来，它读取行 function popup (first_name)。由于我们没有在这里执行该函数，因此引擎不感兴趣并跳过它。

最后，它读取行 popup(first_name)。由于我们在这里执行一个函数，因此引擎：

1. 查找 popup 的值
2. 查找 first_name 的值
3. 将 popup 作为函数执行，并传递 first_name 的值作为参数

当执行 popup 时，它会经历相同的过程，但这次是在函数 popup 内。它：

1. 查找名为 last_name 的变量
2. 将 last_name 的值设置为等于 "Sengstacke"
3. 查找 alert，将其作为函数执行，并以 "Peleke Sengstacke" 作为参数

事实证明，幕后发生的事情比我们想象的要多得多！

既然您已经了解了 JavaScript 如何读取和运行您编写的代码，我们就准备好解决一些更贴近实际的问题：提升的工作原理。

显微镜下的吊装

让我们从一些代码开始。

bar();

function bar () {
    if (!foo) {
        alert(foo + "? This is strange...");
    }
    var foo = "bar";
}

broken(); // TypeError!
var broken = function () {
    alert("This alert won't show up!");
}

如果运行此代码，您会注意到三件事：

1. 在分配之前，您可以引用 foo，但其值为 undefined。
2. 您可以在定义之前调用 已损坏的，但您会收到 TypeError。
3. 您可以在定义之前调用 bar，它会按需要工作。

提升是指 JavaScript 使我们声明的所有变量名称在其作用域内的任何地方都可用，包括在我们分配给它们之前 .

代码段中的三种情况是您在自己的代码中需要注意的三种情况，因此我们将一一逐步介绍它们。

提升变量声明

请记住，当 JavaScript 编译器读取像 var foo = "bar" 这样的行时，它会：

1. 将名称 foo 注册到最近的范围
2. 将 foo 的值设置为未定义

我们可以在赋值之前使用 foo 的原因是，当引擎查找具有该名称的变量时，它确实存在。这就是为什么它不会抛出 ReferenceError。

相反，它获取值 undefined，并尝试使用该值执行您要求的任何操作。通常，这是一个错误。

记住这一点，我们可能会想象 JavaScript 在我们的函数 bar 中看到的更像是这样：

function bar () {
    var foo; // undefined
    if (!foo) {
        // !undefined is true, so alert
        alert(foo + "? This is strange...");
    }
    foo = "bar";
}

如果您愿意的话，这是提升的第一条规则：变量在其整个范围内都可用，但其值为 undefined ，直到您代码分配给他们。

常见的 JavaScript 习惯用法是将所有 var 声明写入其作用域的顶部，而不是首次使用它们的位置。用 Doug Crockford 的话来说，这可以帮助您的代码阅读更像它运行。

仔细想想，这是有道理的。当我们以 JavaScript 读取代码的方式编写代码时，为什么 bar 的行为方式非常清楚，不是吗？那么为什么不一直这样写呢？

提升函数表达式

事实上，当我们在定义之前尝试执行 broken 时，我们得到了 TypeError，这只是第一条提升规则的一个特例。

我们定义了一个名为 broken 的变量，编译器会在全局范围内注册该变量，并将其设置为等于 undefined。当我们尝试运行它时，引擎会查找 broken 的值，发现它是 undefined，并尝试将 undefined 作为函数执行.

显然，undefined 不是一个函数，这就是为什么我们得到 TypeError！

提升函数声明

最后，回想一下，在定义 bar 之前，我们可以调用它。这是由于第二条提升规则：当 JavaScript 编译器找到函数声明时，它会使其名称和定义在其作用域的顶部可用。再次重写我们的代码：

function bar () {
    if (!foo) {
        alert(foo + "? This is strange...");
    }
    var foo = "bar";
}

var broken; // undefined

bar(); // bar is already defined, executes fine

broken(); // Can't execute undefined!

broken = function () {
    alert("This alert won't show up!");
}

同样，当您编写作为JavaScript读取时，它更有意义，您不觉得吗？

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1. 变量声明和函数表达式的名称在其整个范围内都可用，但它们的值在赋值之前为 undefined。
2. 函数声明的名称​​和定义在其整个范围内都可用，甚至在其定义之前。

现在让我们来看看两个工作方式稍有不同的新工具：let 和 const。

let、const 和临时死区强>强>

与 var 声明不同，使用 let 和 const 声明的变量不 被编译器提升。

至少，不完全是。

还记得我们如何调用 已损坏的，但却因为尝试执行 undefined 而收到 TypeError 吗？如果我们使用 let 定义 broken，我们就会得到 ReferenceError，而不是：

"use strict"; 
// You have to "use strict" to try this in Node
broken(); // ReferenceError!
let broken = function () {
    alert("This alert won't show up!");
}

当 JavaScript 编译器在第一遍中将变量注册到其作用域时，它对待 let 和 const 的方式与处理 var 的方式不同。

当它找到 var 声明时，我们将该变量的名称注册到其范围，并立即将其值初始化为 undefined。

但是，使用 let，编译器会将变量注册到其作用域，但不会初始化其值为 undefined。相反，它会使变量保持未初始化状态，直到引擎执行您的赋值语句。访问未初始化变量的值会抛出 ReferenceError，这解释了为什么上面的代码片段在运行时会抛出异常。

let 声明和赋值语句的顶部开头之间的空间称为临时死区。该名称源自以下事实：即使引擎知道名为 foo 的变量（位于 bar 范围的顶部），该变量是“死的”，因为它没有值。

...还因为如果您尝试尽早使用它，它会杀死您的程序。

const 关键字的工作方式与 let 相同，但有两个主要区别：

1. 使用 const 声明时，必须分配一个值。
2. 您不能为使用 const 声明的变量重新赋值。

这可以保证 const 将始终拥有您最初分配给它的值。

// This is legal
const React = require('react');

// This is totally not legal
const crypto;
crypto = require('crypto');

块范围

let 和 const 与 var 在另一方面有所不同：它们的范围大小。

当您使用 var 声明变量时，它在作用域链的尽可能高的位置可见 - 通常是在最近的函数声明的顶部，或者在全局范围，如果您在顶层声明它。

但是，当您使用 let 或 const 声明变量时，它会尽可能本地可见 -仅 > 在最近的街区内。

块是由大括号分隔的一段代码，如 if/else 块、for 循环，以及显式“阻止”的代码块，如本段代码所示。

"use strict";

{
  let foo = "foo";
  if (foo) {
      const bar = "bar";
      var foobar = foo + bar;

      console.log("I can see " + bar + " in this bloc.");
  }
  
  try {
    console.log("I can see " + foo + " in this block, but not " + bar + ".");
  } catch (err) {
    console.log("You got a " + err + ".");
  }
}

try {
  console.log( foo + bar ); // Throws because of 'foo', but both are undefined
} catch (err) {
  console.log( "You just got a " + err + ".");
}

console.log( foobar ); // Works fine

如果您在块内使用 const 或 let 声明变量，则该变量仅在块内可见，且仅 分配后。

但是，使用 var 声明的变量在尽可能远的地方可见 - 在本例中是在全局范围内。

如果您对 let 和 const 的具体细节感兴趣，请查看 Rauschmayer 博士在《探索 ES6：变量和范围》中对它们的介绍，并查看有关它们的 MDN 文档。

词法 this 和箭头函数

从表面上看，this 似乎与范围没有太大关系。事实上，JavaScript 并没有根据我们在这里讨论的范围规则来解析 this 的含义。

至少，通常不会。众所周知，JavaScript 不会根据您使用该关键字的位置来解析 this 关键字的含义：

var foo = {
    name: 'Foo',
    languages: ['Spanish', 'French', 'Italian'],
    speak : function speak () {
        this.languages.forEach(function(language) {
            console.log(this.name + " speaks " + language + ".");
        })
    }
};

foo.speak();

我们大多数人都认为 this 表示 foo 在 forEach 循环内，因为这就是它在循环之外的含义。换句话说，我们期望 JavaScript 能够解析 this 词法的含义。

但事实并非如此。

相反，它会在您定义的每个函数中创建一个新 this，并根据您如何调用该函数来决定其含义 -不是您定义它的位置。

第一点类似于在子作用域中重新定义任何变量的情况：

function foo () {
    var bar = "bar";
    function baz () {
        // Reusing variable names like this is called "shadowing" 
        var bar = "BAR";
        console.log(bar); // BAR
    }
    baz();
}

foo(); // BAR

将 bar 替换为 this，整个事情应该立即清楚！

传统上，要让 this 按照我们期望的普通旧词法范围变量的方式工作，需要以下两种解决方法之一：

var foo = {
    name: 'Foo',
    languages: ['Spanish', 'French', 'Italian'],
    speak_self : function speak_s () {
        var self = this;
        self.languages.forEach(function(language) {
            console.log(self.name + " speaks " + language + ".");
        })
    },
    speak_bound : function speak_b () {
        this.languages.forEach(function(language) {
            console.log(this.name + " speaks " + language + ".");
        }.bind(foo)); // More commonly:.bind(this);
    }
};

在 speak_self 中，我们将 this 的含义保存到变量 self 中，并使用该变量来得到我们想要的参考。在 speak_bound 中，我们使用 bind 来永久将 this 指向给定对象。

ES2015 为我们带来了一种新的选择：箭头函数。

与“普通”函数不同，箭头函数不会通过设置自己的值来隐藏其父作用域的 this 值。相反，他们从词汇上解析其含义。

换句话说，如果您在箭头函数中使用 this，JavaScript 会像查找任何其他变量一样查找其值。

首先，它检查本地范围内的 this 值。由于箭头函数没有设置一个，因此它不会找到一个。接下来，它检查 this 值的父范围。如果找到，它将使用它。

这让我们可以像这样重写上面的代码：

var foo = {
    name: 'Foo',
    languages: ['Spanish', 'French', 'Italian'],
    speak : function speak () {
        this.languages.forEach((language) => {
            console.log(this.name + " speaks " + language + ".");
        })
    }
};   

如果您想了解有关箭头函数的更多详细信息，请查看 Envato Tuts+ 讲师 Dan Wellman 的有关 JavaScript ES6 基础知识的精彩课程，以及有关箭头函数的 MDN 文档。

结论

到目前为止，我们已经了解了很多内容！在本文中，您了解到：

• 变量在编译期间注册到其作用域，并在执行期间与其赋值相关联。
• 在赋值之前引用使用 let 或 class="inline">const 声明的变量会引发 ReferenceError，并且此类变量是范围到最近的块。
• 箭头函数 允许我们实现 this 的词法绑定，并绕过传统的动态绑定。

您还了解了提升的两条规则：

• 第一条提升规则：函数表达式和 var 声明在其定义的整个范围内都可用，但其值为 undefined 直到您的赋值语句执行。
• 第二条提升规则：函数声明的名称及其主体在定义它们的范围内可用。

下一步最好是利用 JavaScript 作用域的新知识来理解闭包。为此，请查看 Kyle Simpson 的 Scopes & Closures。

最后，关于 this 有很多话要说，我无法在此介绍。如果该关键字看起来仍然像是黑魔法，请查看此和对象原型来了解它。

与此同时，利用您所学到的知识并减少编写错误！

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