JavaScript笔记：作用域

水深无声 2022-07-15 20:57 227阅读 0赞

## 1、 编译原理 ##

尽管通常将 JavaScript 归类为“动态”或“解释执行”语言，但事实上它是一门编译语言。

在传统编译语言的流程中，程序中的一段源代码在执行之前会经历三个步骤，统称为“编译”：

分词/词法分析
    这个过程会将由字符组成的字符串分解成(对编程语言来说)有意义的代码块，这些代码块被称为词法单元(token)。例如，考虑程序var a = 2;。这段程序通常会被分解成为下面这些词法单元:var、a、=、2 、;。空格是否会被当作词法单元，取决于空格在这门语言中是否具有意义。
    
    解析/语法分析
    这个过程是将词法单元流(数组)转换成一个由元素逐级嵌套所组成的代表了程序语法结构的树。这个树被称为“抽象语法树”(Abstract Syntax Tree，AST)。
    var a = 2;的抽象语法树中可能会有一个叫作VariableDeclaration的顶级节点，接下来是一个叫作Identifier(它的值是a)的子节点，以及一个叫作 AssignmentExpression的子节点。AssignmentExpression节点有一个叫作 NumericLiteral(它的值是2)的子节点。
    
    代码生成
    将 AST 转换为可执行代码的过程称被称为代码生成。这个过程与语言、目标平台等息息相关。
    抛开具体细节，简单来说就是有某种方法可以将 var a = 2; 的 AST 转化为一组机器指令，用来创建一个叫作 a 的变量(包括分配内存等)，并将一个值储存在 a 中。

比起那些编译过程只有三个步骤的语言的编译器，JavaScript 引擎要复杂得多。例如，在语法分析和代码生成阶段有特定的步骤来对运行性能进行优化，包括对冗余元素进行优化等。

对于 JavaScript 来说，大部分情况下编译发生在代码执行前的几微秒(甚至更短!)的时间内。在我们所要讨论的作用域背后，JavaScript 引擎用尽了各种办法(比如 JIT，可以延迟编译甚至实施重编译)来保证性能最佳。

## 2、理解作用域 ##

引擎  
从头到尾负责整个 JavaScript 程序的编译及执行过程。  
编译器  
负责语法分析及代码生成等脏活累活。  
作用域  
负责收集并维护由所有声明的标识符(变量)组成的一系列查询，并实施一套非常严格的规则，确定当前执行的代码对这些标识符的访问权限。

为了进一步理解，我们需要多介绍一点编译器的术语。

编译器在编译过程的第二步中生成了代码，引擎执行它时，会通过查找变量 a 来判断它是否已声明过。查找的过程由作用域进行协助，但是引擎执行怎样的查找，会影响最终的查找结果。

引擎会为变量 a 进行 LHS 查询或者 RHS 查询：当变量出现在赋值操作的左侧时进行 LHS 查询，出现在右侧时进行 RHS 查询。  
讲得更准确一点，RHS 查询与简单地查找某个变量的值别无二致，而 LHS 查询则是试图找到变量的容器本身。

引擎和作用域的对话：

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

让我们把上面这段代码的处理过程想象成一段对话，这段对话可能是下面这样的。

引擎:我说作用域，我需要为 foo 进行 RHS 引用。你见过它吗? 
    作用域:别说，我还真见过，编译器那小子刚刚声明了它。它是一个函数，给你。 
    引擎:哥们太够意思了!好吧，我来执行一下 foo。 
    引擎:作用域，还有个事儿。我需要为 a 进行 LHS 引用，这个你见过吗? 
    作用域:这个也见过，编译器最近把它声名为 foo 的一个形式参数了，拿去吧。 
    引擎:大恩不言谢，你总是这么棒。现在我要把 2 赋值给 a。 
    引擎:哥们，不好意思又来打扰你。我要为 console 进行 RHS 引用，你见过它吗? 
    作用域:咱俩谁跟谁啊，再说我就是干这个。这个我也有，console 是个内置对象。 给你。
    引擎:么么哒。我得看看这里面是不是有 log(..)。太好了，找到了，是一个函数。 
    引擎:哥们，能帮我再找一下对 a 的 RHS 引用吗?虽然我记得它，但想再确认一次。 
    作用域:放心吧，这个变量没有变动过，拿走，不谢。
    引擎:真棒。我来把 a 的值，也就是 2，传递进 log(..)。
    ......

## 3、作用域嵌套 ##

作用域是根据名称查找变量的一套规则。实际情况中，通常需要同时顾及几个作用域。

当一个块或函数嵌套在另一个块或函数中时，就发生了作用域的嵌套。因此，在当前作用域中无法找到某个变量时，引擎就会在外层嵌套的作用域中继续查找，直到找到该变量， 或抵达最外层的作用域(也就是全局作用域)为止。

## 4、异常 ##

为什么区分 LHS 和 RHS 是一件重要的事情?  
因为在变量还没有声明(在任何作用域中都无法找到该变量)的情况下，这两种查询的行为是不一样的。

如果 RHS 查询在所有嵌套的作用域中遍寻不到所需的变量，引擎就会抛出 ReferenceError 异常。值得注意的是，ReferenceError 是非常重要的异常类型。

相较之下，当引擎执行 LHS 查询时，如果在顶层(全局作用域)中也无法找到目标变量，全局作用域中就会创建一个具有该名称的变量，并将其返还给引擎，前提是程序运行在非 “严格模式” 下。

“不，这个变量之前并不存在，但是我很热心地帮你创建了一个。”