你要了解的 JavaScript —— Scope

在JavaScript中，Scope（作用域）是一个非常重要的概念，对很多刚接触JavaScript的开发者来说，这个概念理解起来并不容易。本文的目的就是对JavaScript Scope的知识点做一次梳理，希望通过本文能帮助你更好的理解Scope。

#Scope到底是什么？

在JavaScript中，Scope一般译为 作用域 ，可以通俗易懂的理解为：作用域 限定 了在某个 特定范围 内可以得到的 变量、函数和对象等资源 。这里注意几个关键点，首先作用域起着限定作用，其次它限定在某个特定范围，超过这个范围是不被允许的，最后它规定了可以得到什么，可以得到包括变量、函数声明和对象等。Scope可以分为Global Scope（全局作用域）和 Local Scope（局部作用域）。

#Global Scope

如果一个变量定义在任何函数或花括号 {} 之外，那么这个变量就处于Global Scope之中，这个变量称为全局变量。

// global scope

let name = '老王'

function alertName() {
    alert(name)
}

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定义在Global Scope中的变量，可以在代码中的任何位置使用。尽管这样看起来很酷，但是还是不建议这么做。看下面的代码。

代码片段一：

// global scope

let name = '老王'

let name = '老李' // Uncaught SyntaxError: Identifier 'name' has already been declared
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代码片段二：

// global scope

var name = '老王'

var name = '老李'

console.log(name) // 老李
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代码片段一出现了报错，通过 let 或者 const 定义了一个变量，然后再次定义同名变量，则会提示报错信息，这是因为产生了 命名冲突 。尽管代码片段二没有出现报错，但是通过 var 定义了一个变量，然后再次定义同名变量，则变量的值被覆盖了。

事实上，定义在Global Scope中的变量和函数越多，产生命名冲突的风险也就越大。由此可见，定义变量的时候应该尽可能的定义在Local Scope中，而非Global Scope中，避免污染全局命名空间。

#Local Scope

如果一个变量定义在函数或者花括号 {} 之中，那么其只能被一部分特定的代码所使用，我们可以认为它处于Local Scope中，这个变量可以称为局部变量。

Local Scope又包括Function Scope（函数作用域）和Block Scope（块级作用域）。先来看Function Scope。

Function Scope

在很长一段时间里，在JavaScript中声明一个变量，只能通过 var 来声明，在函数中通过 var 声明的变量是作用在Function Scope之中的。

// global scope 

function showName() {
    // function scope
    
    var name = '老王'
    
    if (true) {
        console.log(name)
    }
}

function getName() {
    // function scope
    
    return name
}

console.log(name) // undefined

showName() // 老王

getName() // undefined
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通过以上代码可以发现，在getName这个函数中，没有声明 name 变量，但是它也无法获取 showName 中的 name 变量，这是因为在没有任何关系的函数之间，函数的Function Scope之间是相互隔离的。同时也可以发现在Global Scope中也是无法获取 showName 中的 name 变量的，这是因为 name 变量被限定在Function Scope之中。既然Global Scope无法获取Function Scope中的变量，那么Function Scope可不可以获取Global Scope中的变量呢？

// global scope 

function showName() {
    // function scope
    
    if (true) {
        console.log(name)
    }
}

var name = '老王'

console.log(name) // 老王

showName() // 老王
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通过以上代码可知，在JavaScript中，子作用域可以获取父级作用域中的变量和函数声明，反之则不行。

Hoisting（变量提升）

在JavaScript中，有一个特别的现象，在函数开始执行的阶段，JavaScript Engine（JavaScript引擎）会将通过 var 声明的变量提升到函数的最顶端（其实函数的声明也会），这就是所谓的Hoisting。

// global scope

name = '老王'
age = 40

var name
var age
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以上代码等价于

// global scope

var name;
var age;

name = '老王';
age = 40;
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值得注意的是变量提升只会提升变量的声明，变量的赋值并不会提升，变量的赋值仍要等到代码执行到赋值语句的位置才会赋值。

// function scope
console.log(name) // undefined

name = '老王'

console.log(name) // 老王

var name

console.log(name) // 老王
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还有一种情况是需要避免出现的，那就是如果定义在函数中的变量没有使用 var 或者 let 和 const 声明，在非严格模式（ use strict ）下，变量将提升为全局变量。

// global scope
function showName() {
    console.log(name) 
    
    name = '老王'
    
    console.log(name)  
}

showName() // 老王, 老王

console.log(name) // 老王

name = '老李'

showName() // 老李, 老王

console.log(name) // 老李
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这样 name 变量将可以被随意修改，可能会产品意想不到的bug。

Block Scope

在ES6出现之前，JavaScript并没有严格意义上的Block Scope，这让很多有其他语言开发经验的开发者感到很困惑。除了不推荐使用的 eval 和 with ，只有 try/catch 中的 catch 块拥有Block Scope。

try {
    alert(age)
    
    var name = '老王'
    
} catch(err) {
    console.log(err) // ReferenceError: age is not defined
}

console.log(name) // 老王

console.log(err) // Uncaught ReferenceError: err is not defined
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由此可见， err 变量只限定在 catch 的Block Scope之中，而 try 则没有自己Block Scope。

ES6的发布为广大JavaScript开发者带来了全新的变量声明方式， let 和 const ，其中 let 和 var 一样，都是用来声明变量，而 const 则是用来声明常亮，顾名思义，其值是不可改变的。这里要重点说明的是， let 和 const 是作用于Block Scope的。

// global scope

function showName() {
    // function scope
    
    var name1 = '老王'
    
    if (true) {
        // block scope
        
        let name2 = '老李'
        
        const name3 = '老赵'
        
        console.log(name3) // 老赵
    }
    
    console.log(name1) // 老王
    
    console.log(name2) // ReferenceError: name2 is not defined
}

showName()
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通过以上代码发现，在Block Scope之外， console.log 是无法获取 name2 和 name3 的，这就是Block Scope的限制。

JavaScript是自带Garbage collection（垃圾回收）机制的，我们实际开发过程不用特别关心内存回收的问题，因为JavaScript Engine已经帮我们处理好了。但在开发大型应用的时候，性能问题会逐渐凸显，关于性能，其实涉及到很多方面，这里不一一细说，其中有一点是我们可以利用Block Scope来提高垃圾回收的效率。

既然在Block Scope之外，代码是无法获取其中的变量的，Garbage collection一旦发现变量或对象没有被引用，就会将内存及时的回收以备他用。所以利用这个机制，我们可以优化部分代码的书写方式。

// global scope

var name = '老王'

{
    // block scope
    
    let age = 40
    
    console.log(age) // 40
}

console.log(name) // 老王
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通过加上花括号，来创建一个Block Scope，一旦代码执行结束，Block Scope中的变量将无法获取，那么它就会被及时回收。

接下来我们来看看实际运用中Function Scope和Block Scope的区别。 代码片段一：

// global scope

for(var i = 0; i < 10; i++){
    setTimeout(function(){
        console.log(i);
    },100);
}
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代码片段二：

// global scope

for(let i = 0; i < 10; i++){
    setTimeout(function(){
        console.log(i);
    },100);
}
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运行代码片段一，将会打印出10个10。运行代码片段二，会打印出0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。这说明了 var 和 let 是的不同的， var 声明的变量会提升，是作用于Global Scope或Function Scope中的，在代码片段一的 setTimeout 开始执行的时候 for 循环已经运行结束了，这个时候 i 的值是10，所以打印出了10个10。而 let 是作用于Block Scope的，每次循环声明的 i 只在当前的Block Scope中有效，所以每次打印出的 i 都不相同。

#Lexical Scope（词法作用域）

Lexical Scope又称为Static Scope（静态作用域），通俗点说就是你在写代码的时候，某个变量的作用域就已经确定好了，你可以通过直接看代码就能够分析出变量的值。

// global scope

function getName() {
    // function scope
    
    var name = '老王'
    
    return function () {
        // function scope
        
        console.log(name)
    }
}

let showName = getName()

function getUser() {
    // function scope
    
    var name = '老李'
    showName()
}

console.log(showName()) // 老王

getUser() // 老王
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当代码执行到 getName 内部的 console.log(name) 时候，不管外部是如何调用的，都是通过向上查找到 var name = '老王' 这条声明赋值语句，从而获取 name 变量的值。所以说在函数还未执行之前，就可以根据Static Scope找到变量对应的值，且这种关系是确定的，不会发生改变，这就是词法作用域。

既然有Static Scope，那么也有Dynamic Scope（动态作用域）。动态作用域意味着在代码执行阶段，变量的取值是会根据作用域的不同而发生变化。

// global scope
function user1() {
    // function scope
    
    var name = '老王'
    
    getName()
}

function user2() {
    // function scope
    
    var name = '老李'
    
    getName()
}

function getName() {
    console.log(name)
}

user1() // undefined

user2() // undefined
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看以上代码， getName 中并没有声明 name 变量，所以执行结果都为 undefined 。如果JavaScript支持动态作用域，那么 user1() 的执行结果将是 老王 ， user2() 的执行结果将是 老李 。事实上，JavaScript并没有Dynamic Scope，它只有Lexical Scope，它们的本质区别是，Lexical Scope是作用于代码编写阶段，关心的是函数在哪声明；而Dynamic Scope是作用于代码执行阶段，关心的是函数在哪被调用。