You Don't Know JS上卷Part1 Chapter1.作用域是什么

第1章作用域是什么

问题1：变量储存在哪里？
问题2：程序需要时如何找到它们？

1.1 编译原理

JavaScript语言是“动态”或“解释执行”语言，但事实上是一门编译语言。但它不是提前编译的，编译结果也不能在分布式系统中移植。

传统编译语言流程中，程序在执行之前会经历三个步骤，统称为“编译”。

分词/词法分析（Tokenizing/Lexing）

将由字符组成的字符串分解成（对编程语言来说）有意义的代码块。
1
var a = 2;
上面这段程序会被分解成以下词法单元：var、a、=、2、;。

空格是否会被当做词法单元，取决于空格在这门语言中是否有意义。

解析/语法分析（Parsing）

将词法单元流（数组）转换成一个由元素逐级嵌套所组成的代表了程序语法结构的数。这个数被称作抽象语法树（Abstract Syntax Tree, AST）。
1
var a = 2;
以上代码的抽象语法树如下所示：
- VariableDeclaration 顶级节点
  - Identifier 子节点，值为a
  - AssignmentExpression 子节点
    - NumericLiteral 子节点，字为2

代码生成

将AST转换成可执行代码的过程。过程与语言、目标平台等相关。

简单来说就是可以通过某种方法将var a = 2;的AST转化为一组机器指令。用来创建一个叫做a的变量（包括分配内存等），并将一个值存储在a中。

1.2 理解作用域

1.2.1 演员表

引擎：从头到尾负责整个JavaScript程序的编译和执行。
编译器：负责语法分析和代码生成等
作用域：负责收集并维护由所有声明的标识符（变量、函数）组成的一系列查询，并实施一套非常严格的规则，确定当前执行的代码对这些标识符的访问权限。

1.2.2 对话

var a = 2;存在2个不同的声明。

1、编译器在编译时处理（var a）：在当前作用域中声明一个变量（如果之前没有声明过）。

st=>start: Start
e=>end: End
op1=>operation: 分解成词法单元
op2=>operation: 解析成树结构AST
cond=>condition: 当前作用域存在变量a?
op3=>operation: 忽略此声明，继续编译
op4=>operation: 在当前作用域集合中声明新变量a
op5=>operation: 生成代码
st->op1->op2->cond
cond(yes)->op3->op5->e
cond(no)->op4->op5->e

2、引擎在运行时处理（a = 2）：在作用域中查找该变量，如果找到就对变量赋值。

st=>start: Start
e=>end: End
cond=>condition: 当前作用域存在变量a?
cond2=>condition: 全局作用域?
op1=>operation: 引擎使用这个变量a
op2=>operation: 引擎向上一级作用域查找变量a
op3=>operation: 引擎把2赋值给变量a
op4=>operation: 举手示意，抛出异常
st->cond
cond(yes)->op1->op3->e
cond(no)->cond2(no)->op2(right)->cond
cond2(yes)->op4->e

1.2.3 LHS和RHS查询

L和R分别代表一个赋值操作的左侧和右侧，当变量出现在赋值操作的左侧时进行LHS查询，出现在赋值操作的非左侧时进行RHS查询。

LHS查询（左侧）：找到变量的容器本身，然后对其赋值
RHS查询（非左侧）：查找某个变量的值，可以理解为 retrieve his source value，即取到它的源值

function foo(a) {
    console.log( a ); // 2
}

foo(2);

上述代码共有1处LHS查询，3处RHS查询。

LHS查询有：
- 隐式的a = 2中，在2被当做参数传递给foo(…)函数时，需要对参数a进行LHS查询
RHS查询有：
- 最后一行foo(...)函数的调用需要对foo进行RHS查询
- console.log( a );中对a进行RHS查询
- console.log(...)本身对console对象进行RHS查询

1.3 作用域嵌套

遍历嵌套作用域链的规则：引擎从当前的执行作用域开始查找变量，如果找不到就向上一级继续查找。当抵达最外层的全局作用域时，无论找到还是没有找到，查找过程都会停止。

1.4 异常

ReferenceError和作用域判别失败相关，TypeError表示作用域判别成功了，但是对结果的操作是非法或不合理的。

RHS查询在作用域链中搜索不到所需的变量，引擎会抛出ReferenceError异常。
非严格模式下，LHS查询在作用域链中搜索不到所需的变量，全局作用域中会创建一个具有该名称的变量并返还给引擎。
严格模式下（ES5开始，禁止自动或隐式地创建全局变量），LHS查询失败会抛出ReferenceError异常
在RHS查询成功情况下，对变量进行不合理的操作，引擎会抛出TypeError异常。（比如对非函数类型的值进行函数调用，或者引用null或undefined类型的值中的属性）

1.5 小结

var a = 2被分解成2个独立的步骤。

1、var a在其作用域中声明新变量
2、a = 2会LHS查询a，然后对其进行赋值

第1章 作用域是什么