javascript高级程序第三版学习笔记【执行环境、作用域】

执行环境 

 执行环境定义了变量和函数有权访问的其他数据，决定了他们各自的行为。

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上，虽然我们在编写代码的时候无法访问这个对象，但解析器在处理数据时会在后台用到它。

ECMAScript实现的宿主环境不同，表示的执行环境对象也不一样。

在javascript中，可执行的JavaScript代码分三种类型：
1. Global Code，即全局的、不在任何函数里面的代码，例如：一个js文件、嵌入在HTML页面中的js代码等。
2. Eval Code，即使用eval()函数动态执行的JS代码。
3. Function Code，即用户自定义函数中的函数体JS代码。
不同类型的JavaScript代码具有不同的执行环境，这里我们不考虑evel code，对应于global code和function code存在2种执行环境：全局执行环境和函数执行环境。

全局执行环境

 在一个页面中，第一次载入JS代码时创建一个全局执行环境，全局执行环境是最外围的执行环境，在Web浏览器中，全局执行环境被认为是window对象。因此，所有的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后---例如关闭浏览器和网页---时才被销毁。

函数执行环境

 每个函数都有自己的执行环境，当执行进入一个函数时，函数的执行环境就会被推入一个执行环境栈的顶部并获取执行权。当这个函数执行完毕，它的执行环境又从这个栈的顶部被删除，并把执行权并还给之前执行环境。这就是ECMAScript程序中的执行流。

【定义期】

函数定义的时候，都会创建一个[[scope]]属性，这个对象对应的是一个对象的列表，列表中的对象仅能javascript内部访问，没法通过语法访问。

我们定义一全局函数A，那么A函数就创建了一个A的[[scope]]属性。此时，[[scope]]里面只包含了全局对象【Global Object】。而如果， 我们在A的内部定义一个B函数，那B函数同样会创建一个[[scope]]属性，B的[[scope]]属性包含了两个对象，一个是A的活动对象【Activation Object】【对于函数来说】一个是全局对象，A的活动对象上面，全局对象在下面。以此类摧，每个函数的都在定义的时候创建自己的[[scope]]，里面保存着一个类似于栈的格式的数据。

下面是示例代码：

// 外部函数
function A(){
     var somevar;
        
     // 内部函数
    function B(){
         var somevar;
     }
}

看下示意图：

【执行期】

当函数被执行的时候，就是进入这个函数的执行环境，首先会创一个它自己的活动对象【Activation Object】（这个对象中包含了this、参数(arguments)、局部变量(包括命名的参数)的定义，当然全局对象是没有arguments的）和一个变量对象的作用域链[[scope chain]]，然后，把这个执行环境的[scope]按顺序复制到[[scope chain]]里，最后把这个活动对象推入到[[scope chain]]的顶部。这样[[scope chain]]就是一个有序的栈，这样保了对执行环境有权访问的所有变量和对象的有序访问。

// 第一步页面载入创全局执行环境global executing context和全局活动象
// 定义全局[[scope]],只含有Window对象
// 扫描全局的定义变量及函数对象:color【undefined】、changecolor【FD创建changecolor的[[scope]]，此时里面只含有全局活动对象】,加入到window中，所以全局变量和全局函数对象都是做为window的属性定义的。
// FD已经定义好所以在此执行环境内任何位置都可以执行changecolor(),color也已经被定义，但是它的值是undefined

// 第二步color赋值"blue"
var color = "blue";

// 它是不需要赋值的，它就是引用本身
function changecolor() {
    // 第四步进入changecolor的执行环境
    // 复制changecolor的[[scope]]到scope chain
    // 创建活动对象，扫描定义变量和定义函数，anothercolor【undefined】和swapcolors【FD创建swapcolors的[[scope]]加入changecolor的活动对象和全局活动对象】加入到活动对象,活动对象中同时还要加入arguments和this
    // 活动对象推入scope chain 顶端
    // FD已经定义好所以在此执行环境内任何位置都可以执行swapcolors(),anothercolor也已经被定义好，但它的值是undefined
    
    // 第五anothercolor赋值"red"
    var anothercolor = "red";
    
    // 它是不需要赋值的，它就是引用本身
    function swapcolors() {
        // 第七步进入swapcolors的执行环境，创建它的活动对象
        // 复制swapcolors的[[scope]]到scope chain
        // 扫描定义变量和定义函数对象，活动对象中加入变量tempcolor【undefined】以及arguments和this
        // 活动对象推入scope chain 顶端
        
        // 第八步tempcolor赋值anothercolor,anothercolor和color会沿着scope chain被查到，并继续往下执行
        var tempcolor = anothercolor;
            anothercolor = color;
            color = tempcolor;    
    }

    // 第六步执行swapcolors,进入其执行环境
    swapcolors();
}

// 第三步执行changecolor,进入其执行环境
changecolor();

访问标识符：当执行js代码的过程中，遇到一个标识符，就会根据标识符的名称，在执行上下文(Execution Context)的作用域链中进行搜索。从作用域链的第一个对象（该函数的Activation Object对象）开始，如果没有找到，就搜索作用域链中的下一个对象，如此往复，直到找到了标识符的定义。如果在搜索完作用域中的最后一个对象，也就是全局对象(Global Object)以后也没有找到，则会抛出一个错误，提示undefined。

既然讲到执行期，顺便讲一下javascript的【声明提升机制Hoisting】

先看下面代码：

var myvar = 'my value';  
alert(myvar); // my value  

当然会弹出my value

再看下面这样

var myvar = 'my value';  
(function(){
    alert(myvar); // undefined
    var myvar = 'you value';  
})()

结果却是undefined

这是因为，javascript解析器，进入一个函数执行环境，先对var 和 function进行扫描。相当于会把var或者function【函数声明】声明提升到执行环境顶部。

上面的代码会被解析成下面这样：

var myvar = 'my value';  
(function(){
    var myvar;
    alert(myvar); // undefined
    myvar = 'you value';  
})()

根据，标识符找查机制当执行到alert的时候，查找myvar是局部变量的myvar，此时myvar并没有被赋值。所以结果是undefined。
再看看下面的例子：

count(1,2); // 3
function count(a,b)
{
    alert(a+b);    
}

count(1,2); // 会报错误count is not a function
var count = function (a,b)
{
    alert(a+b);    
}

我们知道，根据声明提升机制，var和function都会被提升到执行环境的顶部，已经扫描完毕。所以，上面那种写法，会把function声明提到执行环境顶部，所以即使调用在声明的前面依然能够执行。

而下面这种写法会被解析成这样：

var count;
count(1,2); // 会报错误count is not a function
count = function (a,b)
{
    alert(a+b);    
}

因为此时count只是被扫描，但还末被引用到函数对象，所以此时，它不是一个function，所以把它当函数来执行会报错。

另外一个需要提一下的是，函数的声明是优先于变量的声明的。

作用域 

由上，可以得知，当查找一个个标识符的时候，是在作用域链[[scope chain]]里查找的，这个作用域链里只包含上一级的活动对象，但并不包括下一级的活动对象。这就意味着，内部执行环境可以访问外部的执行环境定义的变量，但外部的执行环境是无法访问内部执行环境定义的变量的。并且，内部环境定义的变量会覆盖掉外部环境定义的变量。我们还可以知道，特定执行环境的查找的标识符是在【定义期】就已经完成的，而不是在【执行期】，因为作用域链[[scope chain]]是从定义期的[scope]复制过来的。但是它本身的Activation Object对象是在执行期才推入，作用域链顶端的，所以本身的私有变量是【执行期】完成的。

 还是上面的例子：

// color全局变量changecolor 和 swapcolors都可以沿着scope chain访问到
var color = "blue";

function changecolor() {
   
    // anothercolor局部变量，全局访问不到 但 changecolor和swapcolors都可以沿着scope chain访问到
    var anothercolor = "red";
    
    function swapcolors() {
       
        // tempcolo局部变量，全局和changecolor访问不到 但 swapcolors都可以沿着scope chain访问到
        var tempcolor = anothercolor;
            anothercolor = color;
            color = tempcolor;    
    }

    swapcolors();
}
changecolor();

没有块级作用域

 与C、C++以及JAVA不同，Javscript没有块级作用域。看下面代码：

if(true){
        var myvar = "木乙";    
    }
    alert(myvar);// 木乙

根据上面我们讨论的，如果有块级作用域，外部是访问不到myvar的。再看下面

for (var i=0;i<5;i++){
            console.log(i)    
        }
        
        alert(i); // 5

对于有块级作用域的语言来说，i做为for初始化的变量，在for之外是访问不到的，这允分证明了，javascript是没有块级作用域的。

延长作用域链

虽然执行环境只有两种——全局作用域和函数作用域，但是还是可以通过某种方式来延长作用域链。因为有些语句可以在作用域链的顶部增加一个临时的变量对象。

有两种情况会发生这种现象：

1、try-catch语句的catch块；

2、with语句；

 

看下面实例：

(function bildUrl(){
            var qs = "?debug=true";
                
            with(location){
                var url = href + qs;    
            }
            alert(url)
        })()

with会把location对象的所有属性和方法包含到变量对象中，并加入到作用域链的顶部。此时访问href实际上就是location.href。

但新声明的“url”变量会加入到最近的执行环境的变量对象里。试下面例子，说明url是可以访问到的，只是此时是undefined

(function bildUrl(){
            var qs = "?debug=true";
            
            if (!url)
            {
                alert("这里可以看到url"); //可以正常显示url已经被声明并且被扫描进函数的变量对象
            }
            
            try{
                if (!a)
                {
                    alert(1);// 报错因为a根本就不存在
                }
            }
            catch(e){
                console.log("作用域链被延长了吧");
            }
            
            with(location){
                var url = href + qs;    
            }
            
        })()

对catch语句来说，会创建一个新的变量对象加入到作用域链的顶部，其中包含的是被抛出的错误对象的声明。
需要说明的是，ie8之前的版本有个不符合标准的地方，就是被势出的错误对象会被加入到执行环境的变量对象。