JavaScript作用域与闭包详解：从ES5到ES6的演变

1、作用域

简言之，作用域指代码中变量定义的区域，它决定了当前执行代码对变量的访问权限。

在ES5中，通常存在两种作用域类型：

• 全局作用域：作为程序的最外层作用域，其生命周期贯穿整个程序。
• 函数作用域：仅在函数定义时创建，且嵌套于父级函数作用域或全局作用域内。

阐述概念后，分析以下代码示例：

var a = 100
function test(){
    var b = a * 2
    var a = 200
    var c = a/2
    console.log(b)
    console.log(c)
}
test()      // 这里会打印出什么？

解析：

• 该代码构建了全局作用域与函数作用域。
• 全局作用域包含变量a，其初始赋值为100。
• 在test函数作用域内，定义了局部变量b、a、c。
• 此处涉及变量提升机制，函数作用域内首先执行var b; var a; var c;的提升操作。
• 随后对b进行赋值，此时a尚未被赋值，故a值为undefined，执行a*2后b结果为NaN。
• 接着将a重新赋值为200，c赋值为a/2即100。

因此最终控制台输出结果为 NaN，100。

ES6新增了一种块级作用域机制。

简言之，花括号{...}内的区域即为块级作用域，但Javascript并非原生支持块级作用域，需借助ES6规范中提出的let、const来构建块级作用域。

// ES5
if(true) {
  var name = '南玖'
}
console.log(name)  // 南玖

// ES6
if(true) {
  let age = 18
}
console.log(age)  // 这里会报错

2、作用域链

当可执行代码访问变量时，优先查找当前作用域，若存在则返回；否则逐级向父级作用域查找，直至全局作用域。这种嵌套查找机制被称为作用域链。

3、词法作用域

词法作用域是作用域的一种工作模型，词法作用域是JavaScript语言中使用的作用域类型，亦被称为静态作用域。

词法作用域指变量和块的作用域由代码编写时的位置决定，属于静态作用域。函数作用域取决于其声明位置，与实际调用位置无关。

MDN对闭包的定义如下：

函数与其周围（词法环境）引用的捆绑组合即为闭包（closure）。

这意味着闭包允许内层函数访问外层函数的作用域。在JavaScript中，每次创建函数时，闭包随之生成。

基于上述分析可得出：

闭包 = 函数 + 外层作用域

先观察以下代码片段：

var name = '前端南玖'

function say() {
  console.log(name)
}
say()

解析：say函数能够访问外层作用域的变量a，这是否构成了闭包？

《Javascript权威指南》指出：严格意义上，所有JavaScript函数均为闭包。

这仅是理论层面的闭包，与日常使用存在差异。前述示例仅为简单闭包。

ECMAScript对闭包的定义：

• 理论上：所有函数都是闭包，因为创建时已保存上层上下文数据。
• 实践中：闭包需满足两个条件：1. 引用了外层作用域的变量；2. 即使创建它的上下文已销毁，它依然存在。

再参考《JavaScript权威指南》中的代码示例：

let scope = 'global scope'
function checkscope(){
  let scope = 'local scope'
  function f(){
    return scope
  }
  return f
}

let s = checkscope()   
s()   // 这里返回什么？

许多同学可能认为结果是global scope，但事实果真如此吗？让我们分析其执行过程：

• 首先执行全局代码，创建全局执行上下文，定义并赋值全局变量scope。
• 声明checkscope函数，创建其执行上下文，定义并赋值局部变量scope。
• 声明f函数，创建该函数的执行上下文。
• 执行checkscope函数，该函数返回f函数并赋值给变量s。
• 执行s函数，等同于执行f函数。此处返回的scope值为local scope。至于为何是local scope，前文已阐述词法

作用的基本规则：JavaScript函数使用定义它们的作用域执行。在定义f函数的作用域中，变量scope的值为local scope。

5、闭包的应用

闭包主要应用于维护内部变量的场景。

6、闭包的缺陷

• 闭包可能导致变量常驻内存，使用不当会引发内存泄漏。
• 内存泄漏可能导致应用程序卡顿或崩溃。

7、高频闭包面试题

var arr = []
for(var i=0;i<3;i++){
    arr[i] = function(){
        console.log(i)
    } 
}
arr[0]()  // 3
arr[1]()  // 3
arr[2]()  // 3
// 这里在执行的时候i已经变成了3

// 使用闭包解决
var arr = []
for(var i=0;i<3;i++){
    arr[i] = (function(i){
        return function(){
            console.log(i)
        } 
    })(i)
    
}
arr[0]()  // 0
arr[1]()  // 1
arr[2]()  // 2

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