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作用域分析

xzq2025年2月6日大约 8 分钟ECMA标准作用域

作用域分析

标准使用 环境记录器(Environment Record) 来表示作用域。

每个环境记录器都有一个 [[OuterEnv]] 字段指向另一个环境记录器，通过该字段连接起来的所有的环境记录器共同构成一条作用域链。

作用域链例子

for (var i = 1; i < 5; i++) {
    setTimeout(() => {
        console.log(i) 
    }, i * 1000)
}
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ECMAscript执行上下文的词法环境组件指向一个环境记录器，这就是执行上下文的代码查找变量的起点，也就是作用域链的起点。

调用栈上有几个ECMAScript代码执行上下文，运行环境中就有几条作用域链。

环境记录器

环境记录器存放着标识符的绑定，标准中有五种环境记录器：

  1. 全局环境记录器：绑定全局顶层代码的标识符。
  2. 声明式环境记录器：常用于绑定块级语句内的标识符。
  3. 函数环境记录器：绑定函数体内的标识符。
  4. 模块环境记录器：绑定模块顶层代码的标识符。
  5. 对象环境记录器：把一个对象中的属性方法抽取出来作为标识符绑定在环境中，这是with语句和全局对象所使用的记录器。

声明式环境记录

声明式环境记录绑定其范围内包含的声明所定义的一组标识符。
这些标识符可能是变量、常量、let、class、模块、import和/或函数声明

函数环境记录

一种声明式环境记录，表示函数的顶级作用域，并且如果函数不是一个箭头函数，则提供一个 this绑定。

附加字段

字段值说明
[[ThisValue]]ES语言值函数调用中使用的this值
[[ThisBindingStatus]]lexical, initialized或 uninitialized如果值是lexical，则这是一个箭头函数，并且没有本地的this值。
[[FunctionObject]]函数对象创建此环境记录的函数对象
[[NewTarget]]对象、undefined如果此环境记录是由[[Construct]]内部方法创建的， 则[[NewTarget]]是[[Construct]]的newTarget参数的值。 否则，其值为undefined。

模块环境记录

一种声明式环境记录，用于表示 ECMAScript 模块 的外部作用域。

对象环境记录

对象环境记录绑定一组字符串标识符名称，这些名称直接对应于其绑定对象的属性名称。

附加字段

字段值说明
[[BindingObject]]对象环境记录绑定的对象
[[IsWithEnvironment]]boolean此环境记录是否为with语句创建

全局环境记录器

全局环境记录用于表示所有在同一个realm中处理的ECMAScript script共享的最外层作用域。

附加字段

字段值说明
[[ObjectRecord]]对象环境记录全局对象，包含内置绑定、全局代码中的函数声明、变量声明绑定，针对相关的Realm
[[GlobalThisValue]]对象全局作用域中this返回的值。宿主可以提供任何ECMAScript对象值。
[[DeclarativeRecord]]声明式环境记录器包含所有在相关领域代码中的全局代码声明的绑定，除了[[ObjectRecord]]中的绑定
[[VarNames]]字符串列表在相关领域代码的全局代码中，函数声明和变量声明的绑定名称。

作用域的分析

有的语句的求值过程中，需要创建环境记录器(并使他指向旧有的)，然后进行声明实例化，之后对每个子语句进行求值。
实例化的过程中，会收集自身区域的标识符并绑定到相应的环境记录器。
如果层层嵌套，很自然的就组成了一个作用域链。

在标准中可以找到六种声明实例化操作，都需要环境记录器。

块级求值

简述步骤：

  1. 保存当前指向上下文的词法环境oldEnv ，创建新的声明式环境记录器blockEnv(blockEnv.[[OuterEnv]]=OldEnv)。
  2. 执行BlockDeclarationInstantiation。
  3. 设置当前上下文的词法环境为blockEnv。
  4. 对块中语句挨个执行。
  5. 当前上下文的词法环境恢复为oldEnv。

BlockDeclarationInstantiation

收集标识符，并完成环境记录器的绑定。

  1. 调用LexicallyScopedDeclarations收集词法声明declarations。
  2. 对declarations中的元素，进行相应的绑定。
    1. let、const做相应的可变、不可变的绑定。
    2. 实例化函数对象，初始化绑定。

for求值

for循环在标准中分为，for和for-In、for-of、for-await-of。

标准中的调用链是这样的：

可以看出分歧为ForInOfLoopEvaluation(应用for-In、for-of、for-await-of)、ForLoopEvaluation(应用for)。

for求值

ForLoopEvaluation语义应用的其中一个代换式

ForStatement : for ( LexicalDeclaration Expressionopt ; Expressionopt )
  Statement

那他很有可能是这样的
for(let i;i<10;i++){}

当在for中使用let、const时，有以下简述步骤：

  1. 保存当前上下文的词法环境oldEnv，创建新的环境记录器loopEnv。
  2. 对标识符进行对应的绑定，设置当前上下文的词法环境为loopEnv
  3. 调用ForBodyEvaluation(，，，perIterationLets，)。
    1. 调用CreatePerIterationEnvironment语义，创建记录器，绑定标识符。
    2. 重复
      1. 如果test(条件)不为空，对其求值，当false，返回v
      2. 求值for块中的语句为result，LoopContinues为false(循环终止)，返回result。
      3. 将v值给予result，执行CreatePerIterationEnvironment，创建记录器，绑定标识符。
  4. 恢复词法环境为oldEnv。

重要

总来来说，为词法声明创建一次环境记录器，接着对for块不断创建环境(复制上一个记录器中的绑定和值，然后递增)记录器，直到条件达成或循环终止条件。

调用栈
调用栈

函数求值

函数被调用时会触发函数的内部方法[[Call]]方法。简述步骤:

  1. 创建函数的执行上下文以及函数环境记录器，并把执行上下文的词法环境指向该记录器。
  2. 对函数进行声明实例化。
  3. 执行函数体中的语句。
    实例化
  4. 对参数标识符进行实例化
    2. 普通参数：如果函数调用的时候有赋值，则初始化为这个值，否则为undefined。
    3. 表达式参数：如果函数调用的时候有赋值，则初始化为这个值，否则为表达式中的默认值。
    此外，为了避免参数表达式的标识符与函数体变量声明的标识符发生“碰撞”，会在函数环境记录器上再创建一个声明式环境记录器，并把变量声明的标识符绑定在这个环境当中，从而实现两种类型标识符的隔离。
  5. 创建arguments对象，以下情况不需要创建：
    1. 函数是箭头函数。
    2. 参数中有名为arguments的参数。
    3. 函数体内有名为arguments的函数或标识符为arguments的词法声明语句。
// 全局代码
fn_example(1)
function fn_example(normal_arg, expression_arg = 2){
  console.log(arguments)
  let fn_let = 3;
  var fn_var = 4;
  const fn_const = 5
  class Fn_class{}
  function fn_fn(){}
}
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关于函数的环境记录器的指向问题。

  1. 函数定义处进行声明实例化的时候，会OrdinaryFunctionCreate创建函数对象,并且 F.[[Environment]] 设置为 env。。
  2. 当函数调用时，创建的函数环境记录器的outenv就会使用这个值。
let target = "global"
a()

function a(){
    let target = "fn_a"
    b()
}
function b(){
   console.log(target) // "global"
}
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闭包

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