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    • 你不知道的JS作用域与闭包

    • 女王控
    阅读时间：13分钟 文章字数：554字

    作用域是什么

    LHS 与 RHS

    LHS 和 RHS 的含义是赋值操作的左侧或右侧并不一定意味着就是= 赋值操作符的左侧或右侧。赋值操作还有其他几种形式，因此在概念上最好将其理解为赋值操作（LHS）以及获取变量值（RHS）。

    js 复制代码 
    function foo(a) {
  // a的LHS引用，把2赋给a
  console.log(a); // console.log的RHS引用，内置对象的调用；a的RHS应用，a的调用；log函数中第一个参数a的赋值，LHS引用
}
foo(2); // foo的RHS引用，foo的调用1
    js 复制代码 
    function foo(a) {
  var b = a; //b赋值，LHS；a调用，RHS
  return a + b; //a,b调用，RHS两次
}
var c = foo(2); //c赋值，LHS；foo调用，RHS;参数a=2，LHS

    作用域

    LHS 和 RHS 引用都会在当前作用域进行查找，如果还是没有找到就继续向上，以此类推。

    js 复制代码 
    function foo(a) {
  console.log(a + b);
}
var b = 2;
foo(2); // 4

    对 b 进行的 RHS 引用无法在函数 foo 内部完成，但可以在上一级作用域（在这个例子中就是全局作用域）中完成。

    异常

    区分 LHS 和 RHS 的意义

    • 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。
    • 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，前提是运行在非“严格模式”下。严格模式下，引擎会抛出同 RHS 查询失败时类似的 ReferenceError 异常。
    • 如果 RHS 查询找到了一个变量，但是你尝试对这个变量的值进行不合理的操作，比如试图对一个非函数类型的值进行函数调用，或着引用 null 或 undefined 类型的值中的属性，那么引擎会抛出另外一种类型的异常，叫作 TypeError 。
    • ReferenceError 同作用域判别失败相关，而 TypeError 则代表作用域判别成功了，但是对结果的操作是非法或不合理的。
    js 复制代码 
    function foo(a) {
  console.log(a + b);
  b = a;
}
foo(2);

    第一次对 b 进行 RHS 查询时是无法找到该变量的。也就是说，这是一个“未声明”的变量，因为在任何相关的作用域中都无法找到它。

    词法作用域

    词法阶段

    定义在词法阶段的作用域，决定于代码的位置，大部分情况下保持作用域不变

    js 复制代码 
    function foo(a) {
  var b = a * 2;
  function bar(c) {
    console.log(a, b, c);
  }
  bar(b * 3);
}
foo(2); //2,4,12
    1. 最外层包含全局作用域，只有一个标识符：foo
    2. 包含 foo 所创建的作用域，有三个标识符：a、bar、b
    3. 包含 bar 创建的作用域，只有一个标识符：c

    查找

    • 作用域查找始终从运行时所处的最内部作用域开始，逐级向外或者说向上进行，直到遇到第一个匹配的标识符为准
    • 全局变量会自动成为全局对象的属性，因此可以通过全局对象属性的引用来直接访问,即 window.a，但非全局的变量屏蔽了之后，怎么也访问不到

    欺骗词法

    运行时来修改词法作用域，通常会导致性能下降

    eval

    js 复制代码 
    function foo(str, a) {
  eval(str); //欺骗，屏蔽了外部的b
  console.log(a, b);
}
var b = 2;
foo('var b=3;', 1); //1,3

    严格模式下，eval 有着自己的词法作用域，无法修改所在域。

    js 复制代码 
    function foo(str) {
  'use strict';
  eval(str);
  console.log(a); //Uncaught ReferenceError: a is not defined
}
foo('var a=2;');

    其它类似的还有 setTimeout()和 setInterval()第一个参数可以是字符串，new Function()最后一个参数可以是字符串，比 eval 安全一些。

    with

    with 块可以将一个对象处理为词法作用域，但是这个块内部正常的 var 声明并不会限制在这个块的作用域中，而是在 with 所处的作用域中。

    当 o1 传递给 with 时，with 所在的作用域是 o1，而这个作用域正好有一个 o1.a。但当 o2 作为作用域时，其中并没有 a 的标识符，因此进行 LHS 查询，此时 o2,foo(),全局作用域中都没有找到标识符 a，因此当 a=2 自动创建了一个全局变量。

    js 复制代码 
    function foo(obj) {
  with (obj) {
    a = 2;
  }
  // var a=3; 此语句会覆盖obj.a的赋值，使得a在foo的作用域下，故此时从全局作用域访问不到该变量。
}
var o1 = {
  a: 3
};
var o2 = {
  b: 3
};
foo(o1);
console.log(o1.a); //2

foo(o2);
console.log(o2.a); //undefined
console.log(a); //2，a被泄露到全局作用域上

    在严格模式下，with 被完全禁止，在保留核心功能的前提下，间接或非安全的使用 eval 也被禁止。

    性能

    js 引擎会在编译阶段进行多项优化，如果发现了 eval 或 with，它只能简单假设关于标识符位置的判断都是无效的，最悲观的情况是即使对 eval 或 with 做了优化，所有的优化可能是无意义的，因此代码中大量使用 eval 或 with，运行起来一定会变的非常慢。

    函数作用域与块作用域

    函数中的作用域

    • 无论标识符的声明出现在作用域何处，这个标识符所代表的变量或函数都附属于所处的作用域。
    • 函数的作用域是指，属于这个函数的全部变量都可以在整个函数范围内使用以及复用。

    隐藏内部实现

    用作用域来隐藏变量，遵守最小暴露原则

    js 复制代码 
    function doSometing(a) {
  b = a + doSomethingElse(a * 2);
  console.log(b * 3);
}
function doSomethingElse(a) {
  return a - 1;
}
var b;
doSometing(2);

    更理想的方式是将 b 和 doSometing 私有化，防止有意或无意的以非预期的方式使用

    js 复制代码 
    function doSometing(a) {
  function doSomethingElse(a) {
    return a - 1;
  }
  var b;
  b = a + doSomethingElse(a * 2);
  console.log(b * 3);
}

doSometing(2);

    规避冲突

    避免同名标识符之间的冲突，防止变量的值被意外覆盖

    js 复制代码 
    function foo() {
  function bar(a) {
    i = 3; //修改for循环所属作用域中的i，前面加上var可以遮蔽变量
    console.log(a + i);
  }
  for (var i = 0; i < 10; i++) {
    bar(i * 2);
  }
}
foo(); //无限循环

    全局命名空间

    js 复制代码 
    var MyReallyCoolLibrary = {
  awesome: 'stuff',
  doSomething: function() {
    //...
  },
  doAnotherThing: function() {
    //...
  }
};

    模块管理

    利用模块管理器，保持私有、无冲突的作用域

    函数作用域

    js 复制代码 
    var a = 2;
function foo() {
  var a = 3;
  console.log(a);
}
foo();
console.log(a);

    缺点

    • foo 这个名称本身污染了所在作用域
    • 必须显式调用这个函数才能运行。
    js 复制代码 
    var a = 2;
(function foo() {
  var a = 3;
  console.log(a); //3
})();
console.log(a); //2

    优点

    • (function…开头确保是函数表达式，不是函数声明；
    • 第一个片段 foo 被绑定在所在作用域中，可以直接通过 foo()来调用；第二个 foo 被绑定在函数表达式自身的函数中而不是所在域中。

    匿名和具名

    函数表达式的缺点：

    1. 匿名函数在栈追踪中不会显示有意义的函数名，使得调试很困难
    2. 如果没有函数名，但函数引用自身只能使用已经过期的 arguments.callee 引用，比如在递归中。另一个函数需要自身的例子，是在事件触发后事件监听器需要解绑自身
    3. 匿名函数省略了对于代码可读性很重要的函数名

    始终给函数表达式命名是一个最佳实践

    立即执行函数表达式

    js 复制代码 
    var a = 2;
(function() {
  var a = 3;
  console.log(a); //3
})();
console.log(a); //2
    • 第一个()将函数变成表达式，第二个()执行了这个函数，称为 IIFE（立即执行函数表达式）
    • 还有一种改进形式：(function(){…}())，功能上是一致的
    js 复制代码 
    var a = 2;
(function IIFE(global) {
  var a = 3;
  console.log(a); //3
  console.log(global.a); //2
})(window);
console.log(a); //2

    可以将 window 对象引用传递进去，使得内部可以访问重名的变量。

    js 复制代码 
    undefined = true; //给其他代码挖了一个大坑，会覆盖undefined默认值，解决方法见下
(function IIFE(undefined) {
  var a;
  if (a === undefined) {
    console.log('Undefined is safe here');
  }
})();

    上述代码将一个参数命名为 undefined，但是在对应的位置不传入任何值，保证 undefined 的标识符值就是 undefined

    js 复制代码 
    var a = 2;
(function IIFE(def) {
  def(window);
})(function def(global) {
  var a = 3;
  console.log(a); //3
  console.log(global.a); //2
});

    倒置代码执行顺序，将需要运行的函数放在第二位，在 UMD 中被广泛使用

    块作用域

    for 循环和 if 语句都不会产生块作用域，表面上看是没有块作用域的

    with

    with 生成块作用域，仅在 with 声明中有效。

    try/catch

    ES3 中规定 try/catch 的 catch 分句会创建一个块作用域

    js 复制代码 
    try {
  undefined(); //执行一个非法操作来强制制造异常
} catch (err) {
  console.log(err); //正常执行
}
console.log(err); // Uncaught ReferenceError: err is not defined

    let

    let 会创建一个绑定的块，同时 let 声明不会在块作用域中进行提升

    垃圾收集

    js 复制代码 
    function process(data) {
  //...
}
var someRealllyBigData = {
  /*...*/
};
process(someRealllyBigData);
var btn = document.getElementById('my_button');
btn.addEventListener('click', function click(evt) {
  console.log('button clicked');
});

    click 函数的点击回调不需要 someReallyBigData 变量，意味着 process 执行完后 someRealllyBigData 会被回收。但由于 click 函数形成了一个覆盖整个作用域的闭包，js 引擎极有可能保存这个数据结构。

    块作用域可以解决这个问题，可以让引擎清除的知道没有必要保存 someRealllyBigData 了

    js 复制代码 
    function process(data) {
  //...
}
{
  let someRealllyBigData = {
    /*...*/
  };
  process(someRealllyBigData);
}
var btn = document.getElementById('my_button');
btn.addEventListener('click', function click(evt) {
  console.log('button clicked');
});

    let 循环

    js 复制代码 
    for (let i = 0; i < 10; i++) {
  console.log(i);
}
console.log(i); //ReferenceError

    for 循环中的 let 不仅绑定到 for 循环的块中，事实上它将其绑定到循环的每个迭代中。

    js 复制代码 
    {
  let j;
  for (let j = 0; j < 10; j++) {
    let i = j; //每次迭代重新绑定
    console.log(i);
  }
}

    相对应的如果考虑用 let 来替代 var 则需要在代码重构中付出额外的精力

    js 复制代码 
    var foo = true,
  baz = 10;
if (foo) {
  var bar = 3;
  if (baz > bar) {
    console.log(baz);
  }
  //...
}

    重构后：

    js 复制代码 
    var foo = true,
  baz = 10;
if (foo) {
  var bar = 3;

  //...
}
if (baz > bar) {
  console.log(baz);
}

    重构成 let 变量时：

    js 复制代码 
    var foo = true,
  baz = 10;
if (foo) {
  let bar = 3;
  if (baz > bar) {
    console.log(baz);
  }
  //...
}

    const

    ES6 引入了 const，同样可以创建块作用域变量，但值是固定的。

    js 复制代码 
    var foo = truel;
if (foo) {
  var a = 2;
  const b = 3;
  a = 3; //正常
  b = 4; //错误
}
console.log(a); //3
console.log(b); //ReferenceError

    提升

    变量和函数在内的所有声明都会在任何代码被执行前首先被处理，这个过程叫做提升。

    js 复制代码 
    a = 2;
var a;
console.log(a); //2

    编译成：

    js 复制代码 
    var a;
a = 2;
console.log(a);
    js 复制代码 
    console.log(a); //undefined
var a = 2;

    编译成：

    js 复制代码 
    var a;
console.log(a);
a = 2;
    js 复制代码 
    foo();
function foo() {
  console.log(a); //undefined
  var a = 2;
}

    编译成：

    js 复制代码 
    function foo() {
  var a;
  console.log(a);
  a = 2;
}
foo();

    函数表达式不会提升

    js 复制代码 
    foo(); //TypeError
var foo = function bar() {
  //...
};

    编译为：

    js 复制代码 
    var foo;
foo(); //TypeError
foo = function bar() {
  //...
};

    即使是具名的函数表达式，名称标识符在赋值之前也无法使用

    js 复制代码 
    foo(); //TypeError
bar(); //ReferenceError
var foo = function bar() {
  //...
};

    编译成：

    js 复制代码 
    var foo;
foo();
bar();
foo=function(){
    var bar = ...self...
    //...
}

    函数优先

    函数声明和变量声明都会被提升，但是函数会首先被提升，然后才是变量，冲突时重复的声明会被忽略

    var foo 尽管出现在 function foo()…声明之前，但它是重复的声明（被忽略），因为函数声明会被提升到普通变量之前

    js 复制代码 
    foo(); //1
var foo;
function foo() {
  console.log(1);
}
foo = function() {
  console.log(2);
};

    编译成：

    js 复制代码 
    function foo() {
  console.log(1);
}
foo();
foo = function() {
  console.log(2);
};

    尽管重复的 var 声明会被忽略掉，但出现在后面的函数声明还是可以覆盖前面的

    js 复制代码 
    foo(); //3
function foo() {
  console.log(1);
}
var foo = function() {
  console.log(2);
};
function foo() {
  console.log(3);
}

    编译成：

    js 复制代码 
    function foo() {
  console.log(3);
}
foo(); //3
foo = function() {
  console.log(2);
};

    一个普通块内部的函数声明通常会被提升到所在作用域的顶部，注意这个行为不可靠，在未来的版本中会发生改变，应该尽可能的避免在块内部声明函数

    js{1} 复制代码 
    foo(); //TypeError，按照定义应该是b，此处有疑问var a = true;
if (a) {
  function foo() {
    console.log('a');
  }
} else {
  function foo() {
    console.log('b');
  }
}

    编译成：

    js 复制代码 
    function foo() {
  console.log('b');
}
foo();

    作用域闭包

    当函数可以记住并访问所在的词法作用域时，就产生了闭包，即使函数是在当前词法作用域之外执行

    js 复制代码 
    function foo() {
  var a = 2;
  function bar() {
    console.log(a); //2
  }
  return bar;
}
var baz = foo();
baz(); //2
    • 函数 bar 的词法作用域能够访问 foo()的内部作用域，然后 bar()本身当做一个值类型传递
    • bar()涵盖 foo()内部作用域的闭包，使得该作用域能够一直存活，不会被垃圾回收器回收，以供 bar()在之后任何时间进行引用，bar 一直持有对该作用域引用，这个引用就叫做闭包
    js 复制代码 
    function wait(message) {
  setTimeout(function timer() {
    //timer函数一直持有对wait作用域的闭包
    console.log(message);
  }, 1000);
}
wait('Hello,closure!');
    js 复制代码 
    var a = 2;
(function IIFE() {
  console.log(a);
})();

    IIFE 不是典型的闭包，因为函数并不是在它本身的词法作用域以外执行的。它是在定义时所在的作用域执行，也就是全局作用域也持有 a，a 是通过普通的词法作用域而非闭包被发现的。

    循环和闭包

    js 复制代码 
    for (var i = 1; i <= 5; i++) {
  setTimeout(function timer() {
    console.log(i); //五个6
  }, i * 1000);
}
    • 这个循环的终止条件 i 不再<=5，条件首次成立时 i 的值是 6

    • 延迟函数的回调会在循环结束时才执行，同步环境执行 -> 事件循环 1（microtask queue 的 All）-> 事件循环 2(macrotask queue 中的一个) -> 事件循环 1（microtask queue 的 All）-> 事件循环 2(macrotask queue 中的一个)…

      1. 主线程读取 JS 代码，此时为同步环境，形成相应的堆和执行栈；
      2. 主线程遇到异步任务，指给对应的异步进程进行处理（WEB API）；
      3. 异步进程处理完毕（Ajax 返回、DOM 事件处罚、Timer 等），将相应的异步任务推入任务队列；
      4. 主线程查询任务队列，执行 microtask queue（promise,MutationObserver），将其按序执行，全部执行完毕；
      5. 主线程查询任务队列，执行 macrotask queue（onclick，setTimeout，Ajax），取队首任务执行，执行完毕；
      6. 重复 step4、step5。

    试图输出 1,2,3,4,5

    js 复制代码 
    for (var i = 1; i <= 5; i++) {
  (function() {
    setTimeout(function timer() {
      console.log(i); //五个6
    }, i * 1000);
  })();
}

    此时闭包函数的作用域为空，i 向上进行 RHS 引用，直至最外层，得到 i=6，即 i 未记住所在的词法作用域时，不能形成闭包

    js 复制代码 
    for (var i = 1; i <= 5; i++) {
  (function() {
    var j = i;
    setTimeout(function timer() {
      console.log(j); //1,2,3,4,5
    }, j * 1000);
  })();
}

    每次迭代都会保存 i 的值，i 已记住所在的词法作用域，形成闭包

    改进

    js 复制代码 
    for (var i = 1; i <= 5; i++) {
  (function(j) {
    setTimeout(function timer() {
      console.log(j); //1,2,3,4,5
    }, j * 1000);
  })(i);
}

    重返块作用域

    可以考虑将作用域转换为块作用域

    js 复制代码 
    for (var i = 1; i <= 5; i++) {
  let j = i; //闭包的块作用域
  setTimeout(function timer() {
    console.log(j); //1,2,3,4,5
  }, j * 1000);
}

    改进

    js 复制代码 
    for (let i = 1; i <= 5; i++) {
  setTimeout(function timer() {
    //块作用域与闭包运用
    console.log(i); //1,2,3,4,5
  }, i * 1000);
}

    模块

    js 复制代码 
    function foo() {
  var something = 'cool';
  var another = [1, 2, 3];
  function doSomething() {
    console.log(something);
  }
  function doAnother() {
    console.log(another.join(','));
  }
  return {
    doSomething: doSomething,
    doAnother: doAnother
  };
}
var foo = foo();
foo.doSomething(); //cool
foo.doAnother(); //1,2,3

    这个模式就被称为模块，模块具备的必要条件：

    1. 必须有外部的封闭函数，该函数至少被调用一次
    2. 封闭函数必须返回至少一个内部函数，这样内部函数才能在私有作用域中形成闭包，并还可以访问或者修改私有的状态

    可以对模块进行改进，只需要一个实例

    js 复制代码 
    var foo = (function foo() {
  var something = 'cool';
  var another = [1, 2, 3];
  function doSomething() {
    console.log(something);
  }
  function doAnother() {
    console.log(another.join(','));
  }
  return {
    doSomething: doSomething,
    doAnother: doAnother
  };
})();
foo.doSomething(); //cool
foo.doAnother(); //1,2,3

    命名将要作为公共 API 返回的对象

    js 复制代码 
    var foo = (function Module(id) {
  function change() {
    publicAPI.identity = identity2;
  }
  function identity1() {
    console.log(id);
  }
  function identity2() {
    console.log(id.toUpperCase());
  }
  var publicAPI = {
    change: change,
    identity: identity1
  };
  return publicAPI;
})('foo fff');
foo.identity();
foo.change();
foo.identity();

    现代的模块机制

    js{7} 复制代码 
    var MyModules = (function Manager() {
  var modules = {};
  function define(name, deps, impl) {
    for (var i = 0; i < deps.length; i++) {
      deps[i] = modules[deps[i]];
    }
    modules[name] = impl.apply(impl, deps);  }
  function get(name) {
    return modules[name];
  }
  return {
    define: define,
    get: get
  };
})();

    定义模块：

    js 复制代码 
    MyModules.define('bar', [], function() {
  function hello(who) {
    return 'Let me introduce: ' + who;
  }
  return {
    hello: hello
  };
});
MyModules.define('foo', ['bar'], function(bar) {
  var hungry = 'hippo';
  function awesome() {
    console.log(bar.hello(hungry).toUpperCase());
  }
  return { awesome: awesome };
});
var bar = MyModules.get('bar');
var foo = MyModules.get('foo');
console.log(bar.hello('hippo'));
foo.awesome();

    未来的模块机制

    es6 的 import 和 export 类似于以上机制

    评论

    阅读上一篇

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    2018-05-27 14:34:18

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