执行环境及作用域链

2018-10-14 10:49:41来源:博客园 阅读 ()

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  执行环境(execution context,为简单起见,有时也被称为“环境”)是JavaScript 中最为重用的一个概念。执行环境定义了变量或函数有权访问的其他数据,决定了它们各自的行为。每个执行环境都有一个与之关联的变量对象(variable object),环境中定义的所有变量和函数都保存在这个对象中。虽然我们编写的代码无法访问这个变量,但解析器在处理数据时会在后台使用它。

  全局执行环境是最外围的一个执行环境。根据 ECMAScript 实现所在的宿主环境不同,表示执行环境的对象也不一样。外 Web浏览器中,全局执行环境被认为是 window 对象,因此所有全局变量和函数都是作为window 对象的属性和方法创建的。某个执行环境中的所有代码执行完毕后,该环境被销毁,保存在其中的所有变量和函数定义也随之销毁(全局执行环境直到应用程序退出——例如关闭网页或浏览器——时才会被销毁)。

  每个函数都有自己的执行环境。当执行流进入一个函数时,函数的环境就会被推入一个环境栈中。而在函数执行之后,栈将其环境弹出,把控制权返回给之前的执行环境。ECMAScript 程序中的执行流正是由这个方便的机制控制着。

  当代码在一个环境中执行时,会创建变量对象的一个作用域链(scope chain)。作用域链的用途,是保证对执行环境有权访问的所有变量和函数的有序访问。作用域链的前端,始终都是在当前执行的代码所在环境的变量对象。如果这个环境是函数,则将其活动对象(activation object)作为变量对象。活动对象在最开始时只包含一个变量,即arguments 对象(这个对象在全局环境中是不存在的)。作用域链中的下一个变量对象来自包含(外部)环境,而再下一个变量对象则来自下一个包含环境。这样,一直延续到全局执行环境;全局执行环境的变量对象始终都是作用域链中的最后一个对象。

  标识符解析是沿着作用域链一级一级地搜索标识符的过程。搜索过程始终从作用域及的前端开始,然后逐级地向后回溯,直到找到标识符为止(如果找不到标识符,通常会导致错误发生)。

  请看下面的实例代码:

var color = "blue";
   
   function changeColor() {
       if(color === "blue"){
           color = "red";
       } else {
           color = "blue";
       }
   }
   
   changeColor();
   alert("color is now " + color);

  在这个简单的例子中,函数changeColor() 的作用域链包含两个对象:它自己的变量对象(其中定义着 arguments 对象)和全局环境的变量对象。可以在函数内部访问变量 color ,就是因为可以在这个作用域链中找到它。

  此外,在局部作用域中定义的变量可以在局部环境中与全局变量互换使用,如下面这个例子所示:

var color = "blue";
   
   function changeColor() {
       var anotherColor = "red";
       
       function swapColors() {
           var temColor = anotherColor;
           anotherColor = color;
           color = temColor;
           
           //这里可以访问 color, anotherColor, temColor
       }
       //这里可以访问 color, anotherColor, 但是不能访问temColor
       
       swapColors();
   }
   
   changeColor();

  以上代码共涉及3个执行环境:全局环境、changeColor() 的局部环境和 swapColors() 的局部环境。全局环境中有一个变量 color 和 一个函数 changeColor()。changeColor() 的局部环境中有一个名为 anotherColor 的变量和一个名为 swapColors() 的函数,但它也可以访问全局环境中变量 color。 swapColor() 的局部环境中有一个变量 temColor,该变量只能在这个环境中访问到。无论全局环境还是 changeColor() 的局部环境都无权访问 temColor。然而,在 swapColors() 内部则可以访问其他两个环境中的所有变量,因为那两个环境是它的父执行环境。下图形象的展示了前面这个例子的作用域链。

 

  图中矩形表示特定的执行环境。其中,内部环境可以通过作用域链访问到所有的外部环境,但是外部环境不能访问内部环境中的任何变量和函数。这些环境之间的联系是线性、有次序的。每个环境都可以向上搜索作用域链,以查询变量和函数名;但任何环境都不能通过向下搜索作用域链而进入另一个执行环境。对于这个例子中的swapColor() 而言,其作用域链中包含3个对象:swapColor()的变量对象、changeColor() 的便利对象和全局变量对象。swapColors() 的局部环境开始时会先在自己的变量对象中搜索变量和函数名,如果搜索不到再搜索上一级作用域链。changeColor() 的作用域链中包含两个对象:它自己的变量对象和全局变量对象。这就是说,它不能访问 swapColor()的环境。

 

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