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javascript深入理解--作用域,作用域链,闭包的面试题解

一、概要

作用域和作用域链是js中非常重要的特性,关系到理解整个js体系,闭包是对作用域的延伸,其他语言也有闭包的特性。

那什么是作用域?作用域指的是一个变量和函数的作用范围。

1、js中函数内声明的所有变量在函数体内始终是可见的;

2、在ES6中有全局作用域和局部作用域,但是没有没有块级作用域(catch只在其内部生效);

3、局部变量的优先级高于全局变量。


二、作用域

我们来举几个栗子:

2.1变量提升

var scope="global";
function scopeTest(){
    console.log(scope);
    var scope="local"  
}
scopeTest(); //undefined

上面的代码输出是undefined,这是因为局部变量scope变量提升了,等效于下面

var scope="global";
function scopeTest(){
    var scope;
    console.log(scope);
    scope="local"  
}
scopeTest(); //undefined

注意,如果在局部作用域中忘记var,那么变量就被声明为全局变量。

var scope="global";
function scopeTest(){
    console.log(scope);
    scope="local"  
}
scopeTest(); //global
var scope="global";
function scopeTest(){
    scope="local" 
    console.log(scope);
}
scopeTest(); //local

2.2没有块级作用域

和我们其他常用语言不同的是,js中没有块级作用域

var data = [];

for (var i = 0; i < 3; i++) {
  data[i] = function () {
    console.log(i);
  };
}

data[0]();	// 3
data[1]();	// 3
data[2]();	// 3


2.3作用域链

每个函数都有自己的执行上下文环境,当代码在这个环境中执行时候,会创建变量对象的作用域链

那什么是作用域链?作用域链式是一个对象列表。

作用域链的作用?他保证了变量对象的有序访问

作用域链开始的地方:当前代码执行环境的变量对象,常被称之为“活跃对象”(AO),变量的查找会从第一个链的对象开始,如果对象中包含变量属性,那么就停止查找,如果没有就会继续向上级作用域查找,直到找到全局对象中,如果找不到就会报ReferenceError。


2.4闭包

function createClosure(){
    var name = "jack";
    return {
        setStr:function(){
            name = "rose";
        },
        getStr:function(){
            return name + ":hello";
        }
    }
}
var builder = new createClosure();
builder.setStr();
console.log(builder.getStr()); //rose:hello

上面在函数中反悔了两个闭包,这两个闭包都维持着对外部作用域的引用,因此不管在哪调用都是能够访问外部函数中的变量。在一个函数内部定义的函数,闭包中会将外部函数的自由对象添加到自己的作用域中,所以可以通过内部函数访问外部函数的属性,这就是js模拟私有变量的一种方式。


注意:由于闭包会额外的附带函数的作用域(内部匿名函数携带外部函数的作用域),因此,闭包会比其他函数多占用些内存空间,过度使用会导致内存占用增加。


三、闭包面试题解

由于作用域链机制的影响,闭包只能取得内部函数的最后一个值,这引起了一个副作用,如果内部函数在一个循环中,那么变量的值始终为最后一个值。

var data = [];

for (var i = 0; i < 3; i++) {
  data[i] = function () {
    console.log(i);
  };
}

data[0]();	// 3
data[1]();	// 3
data[2]();	// 3

如果想强制返回逾期结果,怎么整?

方法一:立即执行函数

for (var i = 0; i < 3; i++) {
    (function(num) {
        setTimeout(function() {
            console.log(num);
        }, 1000);
    })(i);
}
// 0
// 1
// 2


方法二:返回一个匿名函数赋值

var data = [];

for (var i = 0; i < 3; i++) {
  data[i] = (function (num) {
      return function(){
          console.log(num);
      }
  })(i);
}

data[0]();	// 0
data[1]();	// 1
data[2]();	// 2

无论上是立即执行函数还是返回一个匿名函数赋值,原理上都是因为变量的按值传递,所以会将变量i的值赋值给实参num,在匿名函数的内部又创建了一个用于访问num的匿名函数,这样每一个函数都有一个num的副本,互不影响。


方法三:使用es6的let

var data = [];

for (let i = 0; i < 3; i++) {
  data[i] = function () {
    console.log(i);
  };
}

data[0]();
data[1]();
data[2]();

解释一下原理:

var data = [];// 创建一个数组data;

// 进入第一次循环
{ 
	let i = 0; // 注意:因为使用let使得for循环为块级作用域
	           // 此次 let i = 0 在这个块级作用域中,而不是在全局环境中
    data[0] = function() {
    	console.log(i);
	};
}

循环时,let声明了i,所以整个块是块级作用域,那么data[0]这个函数就成了一个闭包,这里用{}表述,只是希望通过它来说明let存在的时候,这个for循环块是块级作用域,而不是全局作用域。

上面的块级作用域,就像函数作用域一样,寒暑表执行完毕,其中的变量会被销毁,但是因为这个代码块中存在一个闭包,闭包的作用域链中引用着块级作用域,所以在闭包被调用之前,这个块级作用域内部的变量不会被销毁。

// 进入第二次循环
{ 
	let i = 1; // 因为 let i = 1 和上面的 let i = 0     
	           // 在不同的作用域中,所以不会相互影响
	data[1] = function(){
         console.log(i);
	}; 
}

当执行data[1]()时,进入下面的执行环境。

{ 
     let i = 1; 
     data[1] = function(){
          console.log(i);
     }; 
}

在上面这个执行环境中,它会首先寻找该执行环境中是否存在i,没有找到,就沿着作用域链继续向上找,在其所在的块级作用域执行环境中,找到i=1,于是输出1。


四、思考题

代码1:

var scope = "global scope";
function checkscope(){
    var scope = "local scope";
    function f(){
        return scope;
    }
    return f;
}

checkscope()();    //local scope

代码2:

var scope = "global scope";
function checkscope(){
    var scope = "local scope";
    function f(){
        return scope;
    }
    return f;
}

var foo = checkscope(); 
foo();    //local scope


四、参考

1、https://segmentfault.com/a/1190000000618597

2、https://www.cnblogs.com/zhuzhenwei918/p/6131345.html


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