前言

JavaScript中有一个被称为作用域(Scope)的特性。虽然对于许多新手开发者来说，作用域的概念并不是很容易理解，本文我会尽我所能用最简单的方式来解释作用域和作用域链，希望大家有所收获！

一、作用域(Scope)

1. 什么是作用域

作用域是在运行时代码中的某些特定部分中变量，函数和对象的可访问性。换句话说，作用域决定了代码区块中变量和其他资源的可见性。可能这两句话并不好理解，我们先来看个例子：

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function outFun2() {
    var inVariable = "内层变量2";
}
outFun2();// 要先执行这个函数，否则根本不知道里面是啥
console.log(inVariable); // Uncaught ReferenceError: inVariable is not defined

从上面的例子可以体会到作用域的概念，变量inVariable在全局作用域没有声明，所以在全局作用域下取值会报错。我们可以这样理解：作用域就是一个独立的地盘，让变量不会外泄、暴露出去。也就是说作用域最大的用处就是隔离变量，不同作用域下同名变量不会有冲突。

ES6 之前 JavaScript 没有块级作用域，只有全局作用域和函数作用域。ES6的到来，为我们提供了‘块级作用域’，可通过新增命令let和const来体现。

2. 全局作用域和函数作用域

在代码中任何地方都能访问到的对象拥有全局作用域，一般来说以下几种情形拥有全局作用域：

  • 最外层函数 和在最外层函数外面定义的变量拥有全局作用域

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    var outVariable = "我是最外层变量"; // 最外层变量
    function outFun() { // 最外层函数
        var inVariable = "内层变量";
        function innerFun() { // 内层函数
            console.log(inVariable);
        }
        innerFun();
    }

    console.log(outVariable); // 我是最外层变量
    outFun(); // 内层变量
    console.log(inVariable); // inVariable is not defined
    innerFun(); // innerFun is not defined

  • 所有末定义直接赋值的变量自动声明为拥有全局作用域

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    function outFun2() {
        variable = "未定义直接赋值的变量";
        var inVariable2 = "内层变量2";
    }
    outFun2(); // 要先执行这个函数，否则根本不知道里面是啥
    console.log(variable); // 未定义直接赋值的变量
    console.log(inVariable2); // inVariable2 is not defined

  • 所有window对象的属性拥有全局作用域

    一般情况下，window对象的内置属性都拥有全局作用域，例如window.name、window.location、window.top等等。

全局作用域有个弊端：如果我们写了很多行 JS 代码，变量定义都没有用函数包裹，那么它们就全部都在全局作用域中。这样就会 污染全局命名空间, 容易引起命名冲突。

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// 张三写的代码中
var data = {a: 100}

// 李四写的代码中
var data = {x: true}

这就是为何 jQuery、Zepto 等库的源码，所有的代码都会放在(function(){….})()中。因为放在里面的所有变量，都不会被外泄和暴露，不会污染到外面，不会对其他的库或者 JS 脚本造成影响。这是函数作用域的一个体现。

函数作用域,是指声明在函数内部的变量，和全局作用域相反，局部作用域一般只在固定的代码片段内可访问到，最常见的例如函数内部。

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function doSomething() {
    var blogName = "浪里行舟";
    function innerSay() {
        alert(blogName);
    }
    innerSay();
}
alert(blogName); // 脚本错误
innerSay(); // 脚本错误

作用域是分层的，内层作用域可以访问外层作用域的变量，反之则不行。我们看个例子，用泡泡来比喻作用域可能好理解一点：

最后输出的结果为 2, 4, 12

  • 泡泡1是全局作用域，有标识符foo；
  • 泡泡2是作用域foo，有标识符a,bar,b；
  • 泡泡3是作用域bar，仅有标识符c。

值得注意的是：块语句（大括号“｛｝”中间的语句），如 if 和 switch 条件语句或 for 和 while 循环语句，不像函数，它们不会创建一个新的作用域。在块语句中定义的变量将保留在它们已经存在的作用域中。

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if (true) {
    // 'if' 条件语句块不会创建一个新的作用域
    var name = 'Hammad'; // name 依然在全局作用域中
}
console.log(name); // logs 'Hammad'

JS 的初学者经常需要花点时间才能习惯变量提升，而如果不理解这种特有行为，就可能导致 bug 。正因为如此， ES6 引入了块级作用域，让变量的生命周期更加可控。

3. 块级作用域

块级作用域可通过新增命令let和const声明，所声明的变量在指定块的作用域外无法被访问。块级作用域在如下情况被创建：

  • 在一个函数内部

  • 在一个代码块（由一对花括号包裹）内部

let 声明的语法与 var 的语法一致。你基本上可以用 let 来代替 var 进行变量声明，但会将变量的作用域限制在当前代码块中。块级作用域有以下几个特点：

  • 声明变量不会提升到代码块顶部（不是不会提到最顶部，而是提到顶部了但是存在一个暂存性死区）

    let/const 声明并不会被提升到当前代码块的顶部，因此你需要手动将 let/const 声明放置到顶部，以便让变量在整个代码块内部可用。

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    function getValue(condition) {
        if (condition) {
            let value = "blue";
            return value;
        } else {
            // value 在此处不可用
            return null;
        }
        // value 在此处不可用
    }

  • 禁止重复声明

    如果一个标识符已经在代码块内部被定义，那么在此代码块内使用同一个标识符进行 let 声明就会导致抛出错误。例如：

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    var count = 30;
    let count = 40; // Uncaught SyntaxError: Identifier 'count' has already been declared

    在本例中， count 变量被声明了两次：一次使用 var ，另一次使用 let 。因为 let 不能在同一作用域内重复声明一个已有标识符，此处的 let 声明就会抛出错误。但如果在嵌套的作用域内使用 let 声明一个同名的新变量，则不会抛出错误。

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    var count = 30;
    // 不会抛出错误
    if (condition) {
        let count = 40;
        // 其他代码
    }

  • 循环中的绑定块作用域的妙用

    开发者可能最希望实现for循环的块级作用域了，因为可以把声明的计数器变量限制在循环内，例如：

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    for (let i = 0; i < 10; i++) {
      // ...
    }
    console.log(i);
    // ReferenceError: i is not defined

上面代码中，计数器i只在for循环体内有效，在循环体外引用就会报错。

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var a = [];
for (var i = 0; i < 10; i++) {
  a[i] = function () {
    console.log(i);
  };
}
a[6](); // 10

上面代码中，变量i是var命令声明的，在全局范围内都有效，所以全局只有一个变量i。每一次循环，变量i的值都会发生改变，而循环内被赋给数组a的函数内部的console.log(i)，里面的i指向的就是全局的i（因为是同步执行的，所以要等i++结束后，才会执行console.log(i)）。也就是说，所有数组a的成员里面的i，指向的都是同一个i，导致运行时输出的是最后一轮的i的值，也就是 10。

如果使用let，声明的变量仅在块级作用域内有效，最后输出的是 6。

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var a = [];
for (let i = 0; i < 10; i++) {
  a[i] = function () {
    console.log(i);
  };
}
a[6](); // 6

上面代码中，变量i是let声明的，当前的i只在本轮循环有效，所以每一次循环的i其实都是一个新的变量，所以最后输出的是6。你可能会问，如果每一轮循环的变量i都是重新声明的，那它怎么知道上一轮循环的值，从而计算出本轮循环的值？这是因为 JavaScript 引擎内部会记住上一轮循环的值，初始化本轮的变量i时，就在上一轮循环的基础上进行计算。（JS引擎是怎么记住的？）

另外，for循环还有一个特别之处，就是设置循环变量的那部分是一个父作用域，而循环体内部是一个单独的子作用域。

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for (let i = 0; i < 3; i++) {
  let i = 'abc';
  console.log(i);
}
// abc
// abc
// abc

上面代码正确运行，输出了 3 次abc。这表明函数内部的变量i与循环变量i不在同一个作用域，有各自单独的作用域。

二、词法作用域和动态作用域

1. 作用域

作用域是指程序源代码中定义变量的区域。

作用域规定了如何查找变量，也就是确定当前执行代码对变量的访问权限。

JavaScript 采用词法作用域(lexical scoping)，也就是静态作用域。

2. 静态作用域与动态作用域

因为 JavaScript 采用的是词法作用域，函数的作用域在函数定义的时候就决定了。

而与词法作用域相对的是动态作用域，函数的作用域是在函数调用的时候才决定的。

让我们认真看个例子就能明白之间的区别：

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var value = 1;

function foo() {
    console.log(value);
}

function bar() {
    var value = 2;
    foo();
}

bar();

// 结果是 1

假设JavaScript采用静态作用域，让我们分析下执行过程：

执行 foo 函数，先从 foo 函数内部查找是否有局部变量 value，如果没有，就根据书写的位置，查找上面一层的代码，也就是 value 等于 1，所以结果会打印 1。

假设JavaScript采用动态作用域，让我们分析下执行过程：

执行 foo 函数，依然是从 foo 函数内部查找是否有局部变量 value。如果没有，就从调用函数的作用域，也就是 bar 函数内部查找 value 变量，所以结果会打印 2。

前面我们已经说了，JavaScript采用的是静态作用域，所以这个例子的结果是 1。

三、作用域链

1. 什么是自由变量

首先认识一下什么叫做 自由变量 。如下代码中，console.log(a)要得到a变量，但是在当前的作用域中没有定义a（可对比一下b）。当前作用域没有定义的变量，这成为 自由变量 。自由变量的值如何得到 —— 向父级作用域寻找（注意：这种说法并不严谨，下文会重点解释）。

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var a = 100
function fn() {
    var b = 200
    console.log(a) // 这里的a在这里就是一个自由变量
    console.log(b)
}
fn()

2. 什么是作用域链

如果父级也没呢？再一层一层向上寻找，直到找到全局作用域还是没找到，就宣布放弃。这种一层一层的关系，就是 作用域链 。

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var a = 100
function F1() {
    var b = 200
    function F2() {
        var c = 300
        console.log(a) // 自由变量，顺作用域链向父作用域找
        console.log(b) // 自由变量，顺作用域链向父作用域找
        console.log(c) // 本作用域的变量
    }
    F2()
}
F1()

3. 关于自由变量的取值

关于自由变量的值，上文提到要到父作用域中取，其实有时候这种解释会产生歧义。

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var x = 10
function fn() {
  console.log(x)
}

function show(f) {
  var x = 20
  (function() {
    f() // 10，而不是20
  })()
}

show(fn)

在fn函数中，取自由变量x的值时，要到哪个作用域中取？——要到创建fn函数的那个作用域中取，无论fn函数将在哪里调用。

所以，不要在用以上说法了。相比而言，用这句话描述会更加贴切: 要到创建这个函数的那个域”。 作用域中取值, 这里强调的是“创建”，而不是“调用”，切记切记——其实这就是所谓的”静态作用域”（和this的原理刚好相反）

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var a = 10
function fn() {
  var b = 20
  function bar() {
    console.log(a + b) // 30
  }
  return bar
}

var x = fn()
var b = 200

x() // bar()

fn()返回的是bar函数，赋值给x。执行x()，即执行bar函数代码。取b的值时，直接在fn作用域取出。取a的值时，试图在fn作用域取，但是取不到，只能转向创建fn的那个作用域中去查找，结果找到了,所以最后的结果是30

四、总结

JS采用静态作用域（也叫词法作用域），函数的作用域在函数定义的时候就决定了。（但是JS是一门动态语言，因为数据类型是在运行过程中确定的，并且在这个过程中会发生隐式的类型转换，所以JS又叫弱类型语言。）

与之相对的是动态作用域，函数作用域在函数调用时才确定。

作者：浪里行舟

链接：https://juejin.cn/post/6844903797135769614

来源：稀土掘金

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