理解 Javascript 中变量的作用域

本文由 范斌 创作

原文http://segmentfault.com/a/1190000002960647

Javascript 这门语言与其他的大部分语言相比，有很多特殊性，这是很多人喜欢它或者讨厌它的原因。其中变量的作用域问题，对很多初学者来说就是一个又一个「坑」。

变量的作用域在编程技能中算是一个基本概念，而在 Javascript 中，这一基本概念往往挑战者初学者的常识。

基本的变量作用域

先上例子：

var scope = 'global';
function checkScope(){
    var scope = 'local';
    console.log(scope); // local
}
checkScope();
console.log(scope); // global

上面的例子中，声明了全局变量 scope 和函数体内的局部变量 scope。在函数体内部，局部变量的优先级比通明的全局变量要高，如果一个局部变量的名字与一个全局变量相同，那么，在声明局部变量的函数体范围内，局部变量将覆盖同名的全局变量。

下面再看一个例子：

scope = 'global';
function checkScope(){
    scope = 'local'; 
    console.log(scope); // local
    myScope = 'local';
    console.log(myScope); // local
}
checkScope();
console.log(scope); // local
console.log(myScope); // local

对于初学者来说，可能会有两个疑问：为什么在函数体外，scope 的值也变成了 local ？为什么在函数体外可以访问 myScope 变量？

这两个问题都源于一个特性。在全局作用域中声明变量可以省略 var 关键字，但是如果在函数体内声明变量时不使用 var 关键字，就会发生上面的现象。首先，函数体内的第一行语句，把全局变量中的 scope 变量的值改变了。而在声明 myScope 变量时，由于没有使用 var 关键字，Javascript 就会在全局范围内声明这个变量。因此，在声明局部变量时使用 var 关键字是个很好的习惯。

在 Javascript 中，没有「块级作用域」一说

在 C 或者 Java 等语言中，if、for 等语句块内可以包含自己的局部变量，这些变量的作用域是这些语句的语句块，而在 Javascript 中，不存在「块级作用域」的说法。

看下面的例子：

function checkScope(obj){
    var i = 0;
    if (typeof obj == 'object') {
        var j = 0;
        for (var k = 0; k < 10; k++) {
            console.log(k);
        }
        console.log(k);
    }
    console.log(j);
}
checkScope(new Object());

在上面的例子中，每一条控制台输出语句都能输出正确的值，这是因为，由于 Javascript 中不存在块级作用域，因此，函数中声明的所有变量，无论是在哪里声明的，在整个函数中它们都是有定义的。

如果要更加强调上文中 函数中声明的所有变量，无论是在哪里声明的，在整个函数中它们都是有定义的 这句话，那么还可以在后面跟一句话：函数中声明的所有变量，无论是在哪里声明的，在整个函数中它们都是有定义的，即使是在声明之前。对于这句话，有个经典的困扰初学者的「坑」。

var a = 2;
function test(){
    console.log(a);
    var a = 10;
}
test();

上面的例子中，控制台输出变量 a 的值为 undefined，既不是全局变量 a 的值 2,也不是局部变量 a 的值 10。首先，局部变量在整个函数体内都是有定义的，因此，局部变量 a 会在函数体内覆盖全局变量 a，而在函数体内，在 var 语句之前，它是不会被初始化的。如果要读取一个未被初始化的变量，将会得到一个默认值 undefined。

所以，上面示例中的代码与下面的代码时等价的：

var a = 2;
function test(){
    var a;
    console.log(a);
    a = 10;
}
test();

可见，把所有的函数声明集合起来放在函数的开头是个良好的习惯。

变量的真相

可能很多人已经注意到，在 Javascript 当中，一个变量与一个对象的一个属性，有很多相似的地方，实际上，它们并没有什么本质区别。在 Javascript 中，任何变量都是某个特定对象的属性。

全局变量都是全局对象的属性。在 Javascript 解释器开始运行且没有执行 Javascript 代码之前，会有一个「全局对象」被创建，然后 Javascript 解释器会给它与定义一些属性，这些属性就是我们在 Javascript 代码中可以直接使用的内置的变量和方法。之后，每当我们定义一个全局变量，实际上是给全局对象定义了一个属性。

在客户端的 Javascript 当中，这个全局变量就是 Window 对象，它有一个指向自己的属性 window ，这就是我们常用的全局变量。

对于函数的局部变量，则是在函数开始执行时，会有一个对应的「调用对象」被创建，函数的局部变量都作为它的属性而存储。这样可以防止局部变量覆盖全局变量。

作用域链

如果要深入理解 Javascript 中变量的作用域，那就必须拿出「作用域链」这个终极武器。

首先要理解的一个名词就是「执行环境」，每当 Javascript 执行时，都会有一个对应的执行环境被创建，这个执行环境中很重要的一部分就是函数的调用对象（前面说过，调用对象是用来存储相应函数的局部变量的对象）， 每一个 Javascript 方法都是在自己独有的执行环境中运行的。简而言之，函数的执行环境包含了调用对象，调用对象的属性就是函数的局部变量，每个函数就是在这样的执行环境中执 行，而在函数之外的代码，也在一个执行环境中，这个执行环境包含了全局变量。

在 Javascript 的执行环境中，还有一个与之对应的「作用域链」，它是一个由对象组成的列表或链。

当 Javascript 代码需要查询一个变量 x 的时候，会有一个被称为「变量名解析」的过程。它会首先检查作用域链的第一个对象，如果这个对象包含名为 x 的属性，那么就采用这个属性的值，否则，会继续检查第二个对象，依此类推。当检查到最后一个对象的时候仍然没有相应的属性，则这个变量会被认定为是「未定义」的。

在全局的 Javascript 执行环境中，作用域链中只包含一个对象，就是全局对象。而在函数的执行环境中，则同时包含函数的调用对象。由于 Javascript 的函数是可以嵌套的，因此每个函数执行环境的作用域链可能包含不同数目个对象，一个非嵌套的函数的执行环境中，作用域链包含了这个函数的调用对象和全局对 象，而在嵌套的函数的执行环境中，作用域链包含了嵌套的每一层函数的调用对象以及全局变量。

我们可以用一个图来直观地解释作用域链和变量名解析的过程：