Detaillierte Einführung in die Ausführungsumgebung und den Umfang in ES5 (Codebeispiel)

Der Inhalt dieses Artikels ist eine detaillierte Einführung (Codebeispiel) über die Ausführungsumgebung und den Umfang in ES5. Ich hoffe, dass er für Sie hilfreich ist.

Vorwort: Ich habe Javascript Advanced Programming in letzter Zeit ausführlich gelesen. Für mich hat die chinesische Version viele Stellen im Buch berührt, daher werde ich versuchen, es anhand meines Verständnisses im Detail zu interpretieren . Sollten Fehler oder Auslassungen vorliegen, sind wir Ihnen sehr dankbar, wenn Sie uns darauf hinweisen. Der größte Teil des Inhalts in diesem Artikel wird aus „JavaScript Advanced Programming, Third Edition“ zitiert.

Ausführungskontext (Ausführungskontext)

Ausführungskontext, der Einfachheit halber manchmal auch wird zu Umgebung) ist das wichtigste Konzept in JavaScript.

Die Ausführungsumgebung definiert den Zugriff, den Variablen oder Funktionen auf andere Daten haben, und bestimmt ihr jeweiliges Verhalten.

Jeder Ausführungsumgebung ist ein Variablenobjekt zugeordnet, und alle in der Umgebung definierten Variablen und Funktionen werden in diesem Objekt gespeichert.

Während der Code, den wir schreiben, nicht auf dieses Objekt zugreifen kann, verwendet der Parser es im Hintergrund bei der Datenverarbeitung.

Die globale Ausführungsumgebung ist die peripherste Ausführungsumgebung.

Abhängig von der Hostumgebung, in der ECMAScript implementiert ist, unterscheiden sich auch die Objekte, die die Ausführungsumgebung darstellen.

In einem Webbrowser wird die globale Ausführungsumgebung als Fensterobjekt betrachtet, sodass alle globalen Variablen und Funktionen als Eigenschaften und Methoden des Fensterobjekts erstellt werden.

(Lebenszyklus von Variablen), nachdem der gesamte Code in einer Ausführungsumgebung ausgeführt wurde, wird die Umgebung zerstört und alle darin gespeicherten Variablen- und Funktionsdefinitionen werden ebenfalls zerstört)

Die globale Ausführungsumgebung wird nicht zerstört, bis die Anwendung beendet wird – beispielsweise durch Schließen der Webseite oder des Browsers.

Jede Funktion hat ihre eigene Ausführungsumgebung. Wenn der Ausführungsfluss in eine Funktion eintritt, wird die Umgebung der Funktion in einen Umgebungsstapel verschoben. Nachdem die Funktion ausgeführt wurde, öffnet der Stapel seine Umgebung und gibt die Kontrolle an die vorherige Ausführungsumgebung zurück. Der Ausführungsfluss in ECMAScript-Programmen wird durch diesen praktischen Mechanismus gesteuert.

Bereichskette

Wenn Code in einer Umgebung ausgeführt wird, wird eine Bereichskette variabler Objekte erstellt.
Der Zweck der Bereichskette besteht darin, einen geordneten Zugriff auf alle Variablen und Funktionen sicherzustellen, die Zugriff auf die Ausführungsumgebung haben.

Das vordere Ende der Scope-Kette ist immer das variable Objekt der Umgebung, in der sich der aktuell ausgeführte Code befindet. (Es kann auch als „Näheprinzip“ verstanden werden).

Wenn es sich bei dieser Umgebung um eine Funktion handelt, verwenden Sie deren Aktivierungsobjekt als Variablenobjekt.

Zu Beginn enthält das aktive Objekt in der Funktionsausführungsumgebung nur eine Variable, nämlich das Argumentobjekt (dieses Objekt existiert in der globalen Umgebung nicht) als Variablenobjekt.

Das nächste variable Objekt in der Bereichskette stammt aus der enthaltenden (externen) Umgebung, und das nächste variable Objekt stammt aus der nächsten enthaltenden Umgebung usw., bis zur globalen Ausführungsumgebung.

Das Variablenobjekt der globalen Ausführungsumgebung ist immer das letzte Objekt in der Bereichskette.

Die Identifikatorauflösung ist der Prozess der Suche nach Identifikatoren auf einer Ebene nach der anderen entlang der Bereichskette.
Der Suchvorgang beginnt immer am Anfang der Bereichskette und arbeitet sich Schritt für Schritt rückwärts vor, bis der Bezeichner gefunden wird (wenn der Bezeichner nicht gefunden wird, tritt ein Fehler auf).

var color = "blue";

function changeColor() {
    if(color === "blue") {
        color = "red";
    } else {
        color = "blue";
    }
}

changeColor();

console.log("Color is now " + color); // "color is now red"

In diesem einfachen Beispiel enthält die Bereichskette der Funktion changeColor() zwei Objekte:

ein eigenes Variablenobjekt (in dem das Argumentobjekt definiert ist) und das globale Umgebungsvariablenobjekt.

Auf die Variable color kann innerhalb der Funktion zugegriffen werden, da sie in dieser Bereichskette zu finden ist.

Darüber hinaus können in einem lokalen Bereich definierte Variablen austauschbar mit globalen Variablen in der lokalen Umgebung verwendet werden.

var color = "blue";

function changeColor() {
    var anotherColor = "red";

    function swapColors(){

        //这里可以访问color、anotherColor和tempColor
        var tempColor = anotherColor;
        anotherColor = color;
        color = tempColor;
    }

    //这里可以访问color和anotherColor，但不能访问tempColor
    swapColors();
}

//这里只能访问color
changeColor();

Der obige Code umfasst 3 Ausführungsumgebungen:

• Globale Umgebung (Fenster in einem Webbrowser)

• Die lokale Umgebung der Funktion changeColor()

• Die lokale Umgebung der Funktion swapColors()

Es gibt eine Variable color und eine Funktion changeColor im globalen Umfeld (). In der lokalen Umgebung von changeColor() gibt es eine Variable namens anotherColor und eine Funktion namens swapColors(), sie kann aber auch auf die Variable color in der globalen Umgebung zugreifen. In der lokalen Umgebung von swapColors() gibt es eine Variable tempColor, auf die nur in dieser Umgebung zugegriffen werden kann.

Weder die globale Umgebung noch die lokale Umgebung von changeColor() hat Zugriff auf tempColor.

Innerhalb von swapColors() können Sie jedoch auf Variablen in den anderen beiden Umgebungen zugreifen, da diese beiden Umgebungen die übergeordneten Ausführungsumgebungen sind.

      
 window, color, changeColor()
            |
    anotherColor, swapColors()
                    |
                tempColor

Die interne Umgebung kann über die Bereichskette auf alle externen Umgebungen zugreifen, die externe Umgebung kann jedoch nicht auf Variablen und Funktionen in der internen Umgebung zugreifen.

Die Verbindung zwischen diesen Umgebungen ist linear und sequentiell.

每个环境都可以向上搜索作用域链，以查询变量和函数名。但是，任何环境都不能通过向下搜索作用域链而进入另一个执行环境。

函数参数也被当做变量来对待，因此其访问规则与执行环境中的其他变量相同。

没有块级作用域（ES5中没有）

JavaScript没有块级作用域经常会导致理解上的困惑。
在其他类C的语言中，由花括号封闭的代码块都有自己的作用域（如果用ECMAScript的话来讲，就是它们自己的执行环境），因而支持根据条件来定义变量。

if(true) {
    var color = "blue";
}

console.log(color); //"blue"

这里是在有一个if语句中定义了变量color。
如果是在C、C++或Java中，color会在if语句执行完毕后被销毁。
但在JavaScript中，if语句中的变量声明会将变量添加当前的执行环境（在这里是全局环境window）中。

在使用for语句时尤其要牢记这一差异。

for(var i = 0; i < 10; i++) {
    console.log(i); // 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
}

/*
//等价于
var i;

for(i = 0; i < 10; i++) {
    console.log(i);
}

*/

console.log(i); //10

对于有块级作用域的语言来说，for语句初始化变量的表达式所定义的变量，只会存在于循坏的环境之中。而对于JavaScript来说，由for语句创建的变量i即使在for循环结束之后，也依旧会存在于循坏外部的执行环境中。

声明变量

使用var声明的变量会自动被添加到最接近的环境中，在函数内部，最接近的环境就是函数的局部环境。

如果初始化变量时没有使用var声明，该变量会自动被添加到全局作用域。

function add(num1, num2) {
    var sum = num1 + num2;
    return sum;
}

var result = add(10,20); //30
console.log(sum); //sum is not defined

以上代码中的函数add()定义了一个名为sum的局部变量，该变量包含加法操作的结果。
虽然结果值从函数中返回了，但变量sum在函数外部是访问不到的。
如果省略这个例子中的var关键字，那么当add()执行完毕后，sum也将可以访问到。

function add(num1, num2) {
    sum = num1 + num2;
    return sum;
}

var result = add(10,20); // 30
console.log(sum); 30

在这个例子中的变量sum在被初始化赋值时没有使用var关键字。
于是，当调用完add()之后，添加到全局环境中的变量sum将继续存在。
即使函数已经执行完毕，后面的代码依旧可以访问它。

在编写JavaScript代码的过程中，不声明而直接初始化变量时一个常见的错误，这样会导致一些不可预估的意外。养成良好的习惯，在初始化变量之前，一定要先声明，这样就可以避免类似问题。在严格模式下，初始化未经声明的变量会导致错误。

2.查询标识符

当在某个环境中为了读取或写入而引用一个标识符时，必须通过搜索来确定该标识符实际代表什么。搜索过程从作用域链的前端开始，向上逐级查询与给定名字匹配的标识符。

如果在局部环境中找到了该标识符，搜索过程停止，变量就绪。

如果在局部环境中没有找到该变量，则继续沿作用域向上搜索。

搜索过程将一直追溯到全局环境的变量对象。

如果在全局环境中也没有找到这个标识符，则意味着该变量尚未声明。

var color = "blue";

function getColor() {
    return color;
}

console.log(getColor()); // "blue"

/*
window = {
    color,
    getColor = function() {
        return color;
    }
}
*/

调用本例中的函数getColor()时会引用变量color。

为了确定变量color的值，将开始一个两步的搜索过程。

• 首先，在getColor()的局部环境中搜索变量对象，查找其中是否包含一个名为color的标识符。

• 然后，没有找到，对不？那就到外面的环境中找，在全局作用域中找到名为color的标识符。

搜索到了定义这个变量的变量对象，搜索过程宣告结束。

在这个搜索过程中，如果存在一个局部的变量的定义，则搜索会自动停止（找到了，我就不找了），不再进入另一个变量对象。换句话说，如果局部环境中存在着同名标识符，就不会使用位于父环境中的标识符。

var color = "blue";

function getColor() {
    var color = "red";
    return color;
}

console.log(getColor()); //"red"

修改后的代码在getColor()函数中声明了一个名为color的局部变量。
调用函数时，该变量就会被声明。而当函数中的第二行代码执行时，意味着必须找到并返回变量color的值。
搜索过程，首先从局部环境中开始，而且在这里发现了一个名为color的变量，其值为“red”。
变量已经在函数的局部环境中找到了，所以搜索停止，return语句就使用这个局部变量，并为函数返回“red”。

如果不使用window.color都无法访问全局color变量。

变量查询也不是没有代价的。很明显，访问局部变量要比访问全局变量更快，因为不用向上搜索作用域链。JavaScript引擎在优化标识符查询方面做得不错，因此这个差别在将来恐怕可以忽略不记。

但是，我们还是要养成良好的编程习惯。虽说，这个差别可以忽略不记。

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