2. 执行环境及作用域

  执行环境（execution context，为简单起见，有时也称为“环境”）是JavaScript中最重要的概念。执行环境保存了变量或函数有权访问的其他数据，决定了它们各自的行为。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中。虽然我们编写的代码无法访问这个对象，但解析器在处理数据时会在后台使用它。

  执行环境主要分为全局执行环境和函数局部执行环境。全局执行环境是最外围的一个执行环境。根据ECMAScript实现所在的宿主环境不同，表示全局执行环境的对象也不同。在Web浏览器中，全局执行环境被认为是window对象，因此所有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——例如关闭网页或浏览器时才被销毁）。

  每个函数都有自己的执行环境。当执行流进入一个函数时，函数的执行环境就会被推入一个环境栈中。而在函数执行完毕后，栈将其环境弹出，把控制权交还给之前的执行环境。

  当代码在一个环境中执行时，会创建变量对象的一个作用域链。作用域链的用途是，保证对执行环境有权访问的所有变量和函数的有序访问。作用域链的前端，始终是当前执行环境的变量对象。如果这个环境是函数，则将其活动对象（activation object）作为变量对象。活动对象在最开始只包含一个变量，即arguments对象（这个对象在全局环境中不存在）。作用域链的下一个对象来自包含环境，而再下一个对象则来自下一个包含环境。这样一致延续到全局执行环境。全局执行环境的变量对象始终是作用域链的最后一个对象。

  标识符解析是沿着作用域链一级一级的搜索标识符的过程。搜索过程始终从作用域链的前端开始，然后逐级向上回溯，直至找到标识符为止。下面是一个例子：

var color = "blue";
function changeColor(){
    if (color == "blue"){
        color = "red";
    }else{
        color = "blue"
    }
}
changeColor();
alert("Color is now: " + color);

在这个例子中，changeColor()函数的作用域链包含两个对象，他自己变量对象（其中包含一个arguments对象）和全局环境的变量对象（包含color变量）。可以在函数内部访问到color变量，就是因为可以在作用域链上找到它。

下面是一个更加复杂的例子：

var color = "blue"; 
function changeColor(){
    var anotherColor = "red"; 
    function swapColors(){ 
        var tempColor = anotherColor; 
        anotherColor = color; 
        color = tempColor; // 这里可以访问 color、anotherColor 和 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(); 

上面的代码中共涉及三个执行环境：全局环境，changeColor()局部环境和swapColors()局部环境。下图形象的展示了这个例子的作用域链：

image.png

  上图中的矩形表示特定的执行环境。其中，内部环境可以通过作用域链访问所有的外部环境，但 外部环境不能访问内部环境中的任何变量和函数。这些环境之间的联系是线性、有次序的。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。对于这个例子中的 swapColors()而言，其作用域链中包含 3个对象：swapColors()的变 量对象、changeColor()的变量对象和全局变量对象。swapColors()的局部环境开始时会先在自己的 变量对象中搜索变量和函数名，如果搜索不到则再搜索上一级作用域链。changeColor()的作用域链中只包含两个对象：它自己的变量对象和全局变量对象。这也就是说，它不能访问 swapColors()的 环境。

2.1 没有块级作用域

  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（用ECMAScript中的概念来说，就是拥有自己的执行环境）。而JavaScript却没有这样的块级作用域。下面是一个例子：

if (true){
    var color = "blue";
}
alert(color);  //"blue" 

上面的代码在if语句中定义了一个color变量。如果在C，C++或Java中，color变量会在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被添加到当前的执行环境中（在这个例子中是全局环境）。在使用for语句时尤其要记住这一点：

for (var i=0; i < 10; i++){
    doSomething(i);
}
alert(i);  //10

对于拥有块级作用域的语言，for语句初始化变量的表达式中所定义的变量，只存在于循环的环境之中。而在JavaScript中，for语句创建的变量i即使在循环结束后，也依旧存在于循环外部的执行环境中。

  使用var声明的变量会被自动添加到最接近的执行环境中。如果初始化变量时没有使用var关键字声明，该变量就会被自动添加到全局变量中。下面是一个例子：

function add (num1, num2){
    var sum = num1 + num2;
    return sum;
}
add(10, 20);
alert(sum);  //error

function add (num1, num2){
    sum = num1 + num2;
    return sum;
}
add(10, 20);
alert(sum);  //30

在编写JavaScritp时，不声明而直接初始化变量是一个不好的做法，因为这样可能导致意外。我们强烈建议在初始化变量前，一定要先声明。在严格模式下，初始化未经声明的变量会导致错误。

2.2 总结

  所有的变量都存在于一个执行环境中，这个执行环境决定了变量的生命周期。以下是关于执行环境的几点总结：

• 执行环境分为全局执行环境和函数执行环境。
• 每次进入一个执行环境，都会创建一个用于搜索变量和函数的作用域链。
• 函数的局部执行环境不仅有权访问其作用域内的变量，也能访问其父执行环境。