Javascript——Context和Scope的一些学习总结

1.1.1 摘要

在我们学习Javascript过程中，常常会遇到作用域（Scope）和执行上下文（Context）等概念。其中，执行上下文与this关键字的关系密切。

有面向对象编程经验的各位，对于this关键字再熟悉不过了，因此我们很容易地把它和面向对象的编程方式联系在一起，它指向利用构造器新创建出来的对象；在ECMAScript中，也支持this，然而， 正如大家所熟知的，this不仅仅只用来表示创建出来的对象。

在接下来的博文我们讲介绍Javascript的作用域和执行上下文，以及它们的异同之处。

目录

• 作用域
• 执行环境
• 上下文问题
• 上下文实例问题
• 跨作用域的上下文
• 使用上下文解决作用域问题
• 使用作用域解决上下文问题

1.1.2 正文

执行环境（Execution context）也称为“环境”是Javascript中最为重要的一个概念。执行环境定义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，环境中定义的所有变量和函数都保存在这个对象中。

看到了执行环境的定义有点头昏了，简而言之“每个执行环境都有一个与之关联的变量对象”；这里我们有一个疑问就是这个变量对象是怎样定义的呢？

接下来，让我们看一下变量对象的定义，具体实现如下：

/**
 * Execution context skeleton.
 */
activeExecutionContext = {
    // variable object.
    VO: {...},
    this: thisValue
};

通过上面的伪代码我们知道对象字面量activeExecutionContext，它包含一个变量对象VO和this属性。

这说明了this与上下文的可执行代码类型有关，其值在进入上下文阶段就确定了，并且在执行代码阶段是不能改变的(关于this使用可以阅读《Javascript this 的一些学习总结》)。

作用域（Scope）控制着变量和参数的可见性及生命周期。

简而言之，执行环境是基于对象的，而作用域是基于函数的。

作用域

我们将通过一个例子介绍作用域的使用，首先，我们定义了一个函数FooA()和FooB，示例代码如下：

/**
 * Defines a function.
 */
var FooA = function(){
    var a = 1;
    var FooB = function(){
        var b = 2;
        console.log(a, b); // outputs: 1, 2
    }
    console.log(a, b); // Error! b is not defined
}
FooA();

在示例中，第二个log输出变量为未定义，这是由于在Javascript中定义在函数里面的参数和变量在函数外部是不可见的，而在一个函数内部任何位置定义的参数和变量，在该函数内部任何地方都是可见的。

执行环境

首先，我们定义了对象字面量o，它包含一个属性x和方法m()，示例代码如下：

/**
 * Defines a literal object.
 * @type {Object}
 */
var o = {
    x:23,
    m: function(){
        var x = 1;
        console.log(x, this.x); // outputs 1, 23
    }
}
o.m();

示例中的两个变量和属性x都能被访问，但它们被访问的方式是截然不同，在log中访问第一个x是通过作用域方式访问了本地变量x，而this.x是通过执行上下文方式访问对象o的属性x，因此输出值也不尽相同。

上下文问题

接下来，我们修改一下前面的例子，在方法m()中添加一个函数f()，示例代码如下：

/**
 * Defines a literal object.
 * @type {Object}
 */
var o = {
    x:23,
    m: function(){
        var x = 1;
        var f = function(){
            console.log(x, this.x); // outputs 1, undefined
        }
        f();
    }
}
o.m();

上面，我们通过调用方法m()来输出x的值，由于方法m()的具体实现是通过调用函数f()来实现。

当我们调用对象o的方法m()时，发现this.x是未定义的。

这究竟是什么原因呢？回忆前面的例子，由于方法m()获取了对象o的上下文，所以this是指向对象o的，难道是函数f()没有获取对象o的上下文，因此它不清楚this指向哪个对象？

首先让我们回顾一下函数和方法以及属性和变量的区别：方法和对象关联，如：object.myMethod = function() {}，而函数非对象关联：var myFunc = function {}；同样属性也是对象关系的，如：object.myProperty = 23，而变量：var myProperty = 23。

因为我们提到上下文是基于对象的，所以函数f()不能获取对象o的执行上下文。

我们是否可以让函数f()获取对象o的执行上下文呢？我们仔细地想一下，既然函数f()不清楚this指向的对象，那么可以直接调用对象的属性就OK了。

/**
 * Fixs broken context issue.
 * @type {Object}
 */
var o = {
    x:23,
    m: function(){
        var x = 1;
        var f = function(){
            console.log(x, o.x); // outputs 1, 23
        }
        f();
    }
}
o.m();

我们在函数f()中直接调用对象o的属性x，这样函数f()就无需获取执行上下文直接调用对象的属性了。

现在，我们又遇到一个新的问题了，如果对象不是o而是p，那么我们就需要修改函数f()中的对象了，更严重的情况就是我们没有办法确定具体是哪个对象，示例代码如下：

/**
 * Defines a literal object.
 * @constructor
 */
var C = function(){}
C.prototype = {
    x:23,
    m: function(){
        var x = 1;
        var f = function(){
            console.log(x, this.x); // outputs 1, undefined
        }
        f();
    }
}
var instance1 = new C();
instance1.m();

上下文实例问题

上面，我们定义了函数C和它的原型对象，而且我们可以通过new方式创建C对象实例instance1，按照前面的方法解决Broken Context问题，具体实现如下：

/**
 * Defines a literal object.
 * @constructor
 */
var C = function(){}
C.prototype = {
    x:23,
    m: function(){
        var x = 1;
        var f = function(){
            console.log(x, instance1.x); // outputs 1, undefined
        }
        f();
    }
}
var instance1 = new C();
instance1.m();

如果我们在创建一个C的对象实例instance2，那么我们就不能指定函数f()中的对象了。

其实，this是对象实例的抽象，当实例有多个甚至成千上百个的时候，我们需要通过this引用这些对象实例。

因此，指定对象方法不能有效解决Broken Context问题，我们还是需要使用this来引用对象，前面我们讲到由于函数f()没有获取对象o的执行上下文，因此它不清楚this指向哪个对象，所以输出this.x未定义，那么我们是否可以让函数f()获取对象的执行上下文。

跨作用域的上下文

我们想想既然方法是基于对象的，而且可以获取对象的执行上下文，那么我们直接把f()定义为方法好了。

现在，我们在C对象原型中定义方法f()，示例代码如下：

/**
 * Defines a literal object.
 * @constructor
 */
var C = function(){}

C.prototype = {
    x:10,
    m: function(){
        var x = 1;
        this.f();
    },
    f: function(){
        console.log(x, this.x); // Reference ERROR!!
    }
}
var instance1 = new C();
instance1.m();

好啦，我们在C对象原型中定义方法f()，那么方法f()就可以获取对象的执行上下文。

现在，我们在Firefox运行以上代码，结果输出Reference ERROR，这究竟是什么原因呢？我们想了一下问题出于变量x中，由于方法f()不能获取方法m()的作用域，所以变量x不在方法f()中。

使用上下文解决作用域问题

我们处于两难的境地方法f()既要获取执行上下文，又要获取方法m()的作用域；如果我们要获取方法m()的作用域，那么我们需要把方法f()定义在m()中。

接下来，我们把方法f()定义在m()中，具体实现如下：

/**
 * Defines a literal object.
 * @constructor
 */
var C = function(){}
C.prototype = {
    x:23,
    m: function(){
        var x = 1;
        this.f = function(){
            console.log(x, this.x); // outputs 1, 23
        }
        this.f();
    }
}
var instance1 = new C();
instance1.m();

现在我们通过this调用方法f()，它现在可以获取对象instance1执行上下文，并且也可以获取方法m()的作用域，所以方法f()可以获取属性和变量x的值。

使用作用域解决上下文问题

接下来，继续看一个例子，我们要在函数setTimeout()中调用方法onTimeout()，具体定义如下：

/**
 * setTimeout function with Broken Context issue
 * @type {Object}
 */
var o = {
    x:23,
    onTimeout: function(){
        console.log("x:", this.x);
    },
    m: function(){
        setTimeout(function(){
            this.onTimeout(); // ERROR: this.onTimeout is not a function
        }, 1);
    }
}
o.m();

同样在函数setTimeout()中调用方法onTimeout()失败，我们知道这是由于方法onTimeout()不能获取对象执行上下文。

我们知道在方法m()中可以获取对象执行上下文，所以可以通过临时变量引用this指向的对象，实例代码如下：

/**
 * Fixs setTimeout function with Broken Context issue.
 * @type {Object}
 */
var o = {
    x:23,
    onTimeout: function(){
        console.log("x:", this.x); // outputs 23
    },
    m: function(){
        
        // Keeps instance reference.
        var self = this;
        setTimeout(function(){
           // Gets m scrope. 
            self.onTimeout();
        }, 1);
    }
}
o.m();

上面，我们通过临时变量self保存了this的引用，由于setTimeout()函数可以获取m()的作用域，所用我们可以通过self. onTimeout()的方式调用onTimeout()方法。

1.1.3 总结

本博文通过介绍执行上下文和作用域的异同、this的使用以及变量对象，让我们加深对Javascript 语言特性的理解。

首先，我们介绍了执行上下文和this的的关系，并且执行上下文是具有对象的；然后，介绍了作用域使变量在作用域范围内可见，并且作用域是基于函数的。

我们通过具体的例子介绍了在不同的作用域和执行上下文中，对this和变量的影响加深了作用域和执行上下文的理解，从而帮助我们更好的阅读和编写代码。