js函数与作用域链


js中有函数和作用域的概念,在js中变量和函数都依赖于作用域,作用域又是以作用域链的形式存在的。函数的定义和执行都与作用域链息息相关!

函数的概念和作用

函数是由事件驱动的或者当它被调用时执行的可重复使用的代码块,是用来帮助我们封装、调用代码的最方便的工具!
在js中,函数是一种带有可执行代码的对象类型数据。JS中的函数其实是对象,函数名是对 Function 对象的引用。

函数的创建方法

函数的创建方法有四种:

函数声明

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function foo(){
console.log('Hello World!');
}
fun();

在这种定义方式下,函数不属于任何对象,但是在js中它始终是默认的全局对象!函数必须用fun()来调用,也可以在函数声明前调用,但是不调用的函数是没有用的。

函数表达式

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var fun = function (){
console.log('Hello World!');
}
fun();

这种方式是将函数保存在变量中,也是通过fun()调用,但是这里因为变量有声明提前,原地赋值的特性,所以不能提前调用,只能在定义之后再使用。

匿名函数

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(function() {
console.log('Hello World!');
})();

匿名函数是没有函数名的一种函数,会直接执行,不能再函数外调用,但是可以在函数内通过arguments.callee()自调。

构造函数

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var fun = new Function(console.log('Hello World'));

这种方法是比较少见的一种函数创建方法,也是很神奇的一种方法,这里简略一下,后面会详细说明。这种方法还有一个特点,就是函数可以自调。

函数的调用方式

函数的调用方式有四种:

作为一个函数去调用

调用方式就是前面用过的fun();,以函数名+()的方式直接调用,也是我们常见的调用方法。此时函数作为全局对象调用,会使this的值成为全局对象,使用window对象作为一个变量,容易造成程序崩溃!

函数作为方法调用

函数作为对象的方法调用,会使this的值成为对象的本身!举个栗子:

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var obj = {
say: 'Hello World!',
sayHello: function() {
console.log(this.say);
}
}
obj.sayHello();

使用构造函数调用函数

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function fun() {
this.say = "Hello World!";
this.sayHello = function() {
console.log(this.say);
};
}
var obj = new fun();
obj.say; //=>Hello World!
obj.sayHello();

构造函数中的this没有任何值,但是当用new新建obj对象时,this会指向obj,此时obj会继承fun的属相和方法成为自己的属性和方法!

作为函数方法调用函数

在js中函数是对象,是对象就有对象的方法,而call()apply()是预定义的函数方法!

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var foo;
function fun(a, b) {
console.log(a * b);
}
fun.call(foo, 10, 2); //=>20
function fun(a, b) {
console.log(a * b);
}
fun.apply(foo, [10, 2]); //=>20

callapply是为了动态改变this而出现的,当一个object没有某个方法,但是其他的有,我们可以借助call或apply用其它对象的方法来操作。在这里foo只是一个变量,没有任何属性和方法,所以用call或apply调用fun方法操作。
两个方法的区别在于call传入的是一个个普通的参数,而apply传入的是一个数组。

函数的运行机制

  1. 在js中,js引擎会优先解析var变量和function定义!在预解析完成后从上到下逐步进行!
  2. 解析var变量时,会把值存储在“执行环境”中,而不会去赋值,也就是通常所说的声明提前,原地赋值。
  3. 而在解析function时会把函数整体定义,这也就解释了为什么在function定义函数时为什么可以先调用后声明了!其实表面上看是先调用了,其实在内部机制中第一步实行的是把以function方式定义的函数先声明了!
  4. 函数被调用时,是运行在被声明时的语法环境中。
  5. 函数自己无法运行,它总是被对象调用的,函数运行时,函数体内的this指向调用该函数的对象,如果调用函数时,没有明确的指定该对象,this默认指向window;

arguments

1.在js中函数定义没有任何参数,调用该函数时可以传递任意参数!
2.arguments对象是数组对象。
3.arguments对象的length属性:获取函数的实参个数!
4.利用Arguments对象特性,实现模拟函数的重载的效果.

JS作用域

全局作用域(Global Scope)

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:

  1. 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;
  2. 所有未定义直接赋值的变量自动声明为拥有全局作用域;
  3. 所有window对象的属性拥有全局作用域;
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var a = 'hi!';
function fun() {
var b = 'hello!';
c = 'how are you!';
window.d = 'thank you!';
console.log(b);
}
console.log(a); //=>hi!
fun(); //=>hello!
console.log(d); //=>报错
console.log(c); //=>how are you!
console.log(d); //=>thank you!

a,c,d都是全局变量,可以在任何地方直接使用,而b不是全局变量,只能声明它的函数内使用。

局部作用域(Local Scope)

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,所有在一些地方也会看到有人把这种作用域称为函数作用域。
在ES6中还引入了块级作用域,用let声明。

作用域链

在JavaScript中,函数也是对象,实际上,JavaScript里一切都是对象。函数对象和其它对象一样,拥有可以通过代码访问的属性和一系列仅供JavaScript引擎访问的内部属性。其中一个内部属性是[[Scope]],该内部属性包含了函数被创建的作用域中对象的集合,这个集合被称为函数的作用域链,它决定了哪些数据能被函数访问。

  • 当一个函数创建后,它的作用域链会被创建此函数的作用域中可访问的数据对象填充。例:
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function add(num1,num2) {
var sum = num1 + num2;
return sum;
}

在函数add创建时,它的作用域链中会填入一个全局对象,该全局对象包含了所有全局变量。
函数add的作用域将会在执行时用到。如执行以下代码:

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var total = add(5,10);

执行此函数时会创建一个称为“运行期上下文(execution context)”的内部对象,运行期上下文定义了函数执行时的环境。每个运行期上下文都有自己的作用域链,用于标识符解析,当运行期上下文被创建时,而它的作用域链初始化为当前运行函数的[[Scope]]所包含的对象。
这些值按照它们出现在函数中的顺序被复制到运行期上下文的作用域链中。它们共同组成了一个新的对象,叫“活动对象(activation object)”,该对象包含了函数的所有局部变量、命名参数、参数集合以及this,然后此对象会被推入作用域链的前端,当运行期上下文被销毁,活动对象也随之销毁。如下图:



在函数执行过程中,每遇到一个变量,都会经历一次标识符解析过程以决定从哪里获取和存储数据。该过程从作用域链头部,也就是从活动对象开始搜索,查找同名的标识符,如果找到了就使用这个标识符对应的变量,如果没找到继续搜索作用域链中的下一个对象,如果搜索完所有对象都未找到,则认为该标识符未定义。函数执行过程中,每个标识符都要经历这样的搜索过程。

作用域链的代码优化

从作用域链的结构可以看出,在运行期上下文的作用域链中,标识符所在的位置越深,读写速度就会越慢。
如上图所示,因为全局变量总是存在于运行期上下文作用域链的最末端,因此在标识符解析的时候,查找全局变量是最慢的。所以,在编写代码的时候应尽量少使用全局变量,尽可能使用局部变量。
一个好的经验法则是:如果一个跨作用域的对象被引用了一次以上,则先把它存储到局部变量里再使用。

JS函数创建过程

以一个空函数为例:

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function A() {};

当我们在代码里面声明这么一个空函数,js解析的本质是

  1. 创建一个对象(有constructor属性及[[Prototype]]属性),根据ECMA,其中[[Prototype]]属性不可见、不可枚举;其实就是我们现在所见的__proto__属性,各大浏览器已经暴露出来。
  2. 创建一个函数(有name、prototype属性),再通过prototype属性引用刚才创建的对象;
  3. 创建变量A,同时把函数的引用赋值给变量A;
    如下图所示:


每个函数的创建都经历上述过程。

参考链接

Js函数的概念、作用、创建、调用!
JavaScript 开发进阶:理解 JavaScript 作用域和作用域链

文章目錄
  1. 1. 函数的概念和作用
  2. 2. 函数的创建方法
    1. 2.1. 函数声明
    2. 2.2. 函数表达式
    3. 2.3. 匿名函数
    4. 2.4. 构造函数
  3. 3. 函数的调用方式
    1. 3.1. 作为一个函数去调用
    2. 3.2. 函数作为方法调用
    3. 3.3. 使用构造函数调用函数
    4. 3.4. 作为函数方法调用函数
  4. 4. 函数的运行机制
  5. 5. arguments
  6. 6. JS作用域
    1. 6.1. 全局作用域(Global Scope)
    2. 6.2. 局部作用域(Local Scope)
  7. 7. 作用域链
    1. 7.1. 作用域链的代码优化
    2. 7.2. JS函数创建过程
  8. 8. 参考链接
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