js高级程序设计（第三版）第四章

变量、作用域和内存问题

基本类型和引用类型的值

1.基本类型值（简单的数据段）：undefined null string NAN number boolean
2.引用类型值(可能由多个值构成的对象)：obj

在将一个值赋给变量时，解析器必须确定这个值是基本类型还是引用类型值。

基本数据类型是按值访问的，因为可以操作保存在变量中的实际的值。
引用类型的值是保存在内存中的对象。与其他语言不同，js不允许直接访问内存中的位置，也就是说不能直接操作对象的内存空间。在操作对象时，实际上是在操作对象的引用而不是实际的对象（这种说法其实不严密，当复制和保存着对象的某个变量时，操作的是对象的引用。但在为对象添加属性时，操作的是实际的对象）。

为此引用类型的值是按引用访问的。

在很多语言中，字符串以对象的形式来表示，因此被认为是引用类型的。ECMAScipt放弃了这一传统。

动态的属性

定义基本类型值和引用类型值的方式是类似的：创建一个变量并为该变量赋值。但是，当这个值保存到变量中以后，对不同类型值可以执行的操作却大相径庭。
对于引用类型的值，我们可以为其添加属性和方法，也可以改变和删除其属性和方法，例子如下：

    var person = new Object();    person.name = "Amy";    console.log(person.name);  //Amy

以上代码创建来一个对象并将其保存在了变量person中，然后，我们为该对象添加了一个名为name的属性，如果对象不被销毁或者这个属性不被删除，则这个属性将一直存在。

但是我们不能给基本类型的值添加属性，尽管这样做并不会导致任何错误。例如：

    var name = "Amy";    name.age = 23;    console.log(name.age); //undefined

在这个例子中，我们为字符串name定义了一个名为age的属性，并为该属性赋值23。但是在下一行访问这个属性时，发现该属性不见了。说明只能给引用类型值动态添加属性，以便将来使用。

复制变量值。

除了保存的方式不同之外，在从一个变量向另一个变量复制基本类型和引用类型时，也存在不同。如果从一个变量向另一个变量复制基本类型的值，会在变量对象上创建一个新值，然后把该值复制到为新变量分配的位置上，来看一个例子：```    var num1 = 5;    var num2 = num1;```在此 ，num1中保存的值是5，当使用num1的值来初始化num2时，num2中也保存来值5，但是num2中的5与num1中的5是完全独立的。该值只是num1中5的一个副本，此后，这两个变量可以参与任何操作而不会互相影响，下图形象地展示来复制基本类型值的过程：复制前的变量对象| 变量| 值 || num1| 5(Number类型)|复制后的变量对象| 变量 | 值 ||num2  | 5 (Number类型)||num1  | 5（Number类型）|当从一个变量向另一个变量复制引用类型的值的时候，同样也会存储在变量对象的值复制一份放到为新变量分配的空间中。不同的是，这个值的副本实际上是一个指针，而这个指针指向存储在堆中的一个对象。复制操作结束厚，两个变量实际上将应用同一个对象，因此改变其中一个变量，就会影响另一个变量，例子如下所示：    ```        var obj1 = new Object();        var obj2 = obj1;        obj.name = "Amy";        console.log(obj2.name);//Amy    ```    首先，变量obj1保存了一个对象的新实例。然后，这个值被复制到了obj2中，换句话说，obj1和obj2都指向同一个对象。这样，当为obj1添加name属性后，可以通过obj2来访问这个属性。因为这两个变量引用的都是同一个变量。

传递参数

ECMAScript中，所有函数的参数都是按值传递的。也就是说，把函数外部的值复制给函数内部的参数，就和把值从一个变量复制到另一个变量一样。基本类型值的传递如同基本类型变量的复制一样，而引用类型值的传递，则如同引用类型变量的复制一样。有不少开发人员在这一点上可能会感到困惑，因为访问变量有按值和按引用两种方式，而参数只能按值传递。在向参数传递基本类型的值时，被传递的值会被复制给一个局部变量（即命名参数，或者用ECMAScript的概念来说，就是arguments对象中的一个元素）。在向参数传递引用类型的值时，会把这个值在内存中的地址复制给局部变量，因为这个局部变量的变化会反应在函数的外部。请看下面的例子：```    function addTen(num){        num += 10;        return num;    }    var count = 10;    var result = addTen(count);    console.log(count);//10    console.log(result);//20```这里的函数addTen()有一个参数num,而参数实际上是函数的局部变量。在调用这个函数时，变量count作为参数被传递给函数，这个变量的值是10。于是，数值10被复制给参数num,以便在addTen()中使用。在函数内部，参数num的值被加上了10，但是这一变化不会影响函数外部的count变量。参数num与count互不相识，它们仅仅是具有相同的值，假如num是按引用传递的话，那么变量count的值也将变为20，从而反映函数内部的修改。当然，使用数值等基本类型值来说明按值传递参数比较简单。但是如果使用对象，那问题就不怎么好理解来，再举一个例子：```    function setName(obj){        obj.name = "Amy";    }    var person = new Object();    setName(person);    console.log(person.name);// Amy```以上代码中创建一个对象，并将其保存在来变量person中，然后这个变量被传递到setName()函数中之后就被复制给了obj,在这个函数内部，obj和person引用的是同一个对象。换句话说，即使这个变量是按值传递的，obj也会按照引用来访问同一对象。于是，当在函数内部为obj添加name属性后，函数外部的person也将有所反映；因为person指向的对象在堆内存中只有一个，而且是全局对象。有很多开发人员错误的认为，在局部作用域中修改的对象会在全局作用域中反映出来，就说明参数是按引用传递的。为了证明对象是按值传递的，我们再看一看下面这个经过修改的例子：```        function setName(obj){            obj.name = "Amy";            obj = new Object();            obj.name = "Shieh";        }        var person = new Object();        setName(person);        console.log(person.name);// Amy    ```这个例子与前一个例子的唯一区别就是在setName()函数中添加来两行代码。在把person传递给setName()后，其name属性被设置为"Amy"；然后又将一个新对象赋值给变量obj，同时将其name属性设置为"Shieh",如果person是按引用传递的，那么person就会被自动修改为指向其name属性值为"Shieh"的新对象。但是当接下来再访问person.name时，显示的仍然是"Amy",这说明即使在函数内部修改来参数的值，但原始的引用仍然保持不变，实际上，当在函数内部重写obj时，这个变量引用的就是一个局部对象了，而这个局部对象会在函数执行完毕后立即被销毁。可以把ECMAScript函数的参数想象成局部变量。

检测类型

要检测一个变量是不是基本数据类型？typeof操作符是最佳的工具。说得更具体一点，typeof操作符是确定一个变量是字符串、数值、布尔值，还是undefined的最佳工具。如果变量的值是一个对象或null,则typeof操作符会像下面例子中所示的那样返回"object"：`    var s = "Amy";    var b = true;    var i = 22;    var u;    vau n = null;    var o = new Objec();    alert(typeof s); // string    alert(typeof b); //boolean    alert(typeof i); //number    alert(typeof u); //undefined    alert(typeof n); //object    alert(typeof o); //object`虽然在检测基本数据类型时typeof是非常得力的助手，但是在检测引用类型的值时，这个操作符的用处不大。通常我们并不想知道某个值是对象，而是想知道它是什么类型的对象。为此，ECMAScript提供了instanceof操作符，其语法如下所示：`    result = variable instanceof constructor`如果变量是给定引用（根据它的原型链来识别；第6章将介绍原型链）的示例，那么instanceof操作符就会返回true,请看下面的例子：`    console.log(person instanceof Object);    console.log(color instanceof Array);    console.log(pattern instanceof RegExp);`根据规定，所有引用类型的值都是Object的实例。因此，在检测一个引用类型值和Object构造函数时，instanceof操作符始终会返回true。当然如果使用instanceof操作符检测基本类型的值，该操作符始终会返回false，因为基本类型不是对象。使用typeof操作符检测函数时，该操作符会返回"function"。在safari 5 及之前版本和Chrome7及之前版本中使用typeof检测正则表达式时，由于规范的原因，这个操作符也返回"function"。ECMA-262规定任何在内部实现[[Call]]方法的对象都应该在应用typeof操作符时返回"function"。由于上述浏览器中的正则表达式也实现了这个方法，因此对正则表达式应用typeof会返回"function"。在IE和firefox中，对正则表达式应用typeof会返回"object"。

执行环境及作用域

执行环境（execution context，为简单起见，有时候也称为“环境”）是js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，决定了它们个自己的行为。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用到它。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，表示执行环境的对象也不一样。在web浏览器中，全局执行环境被认为是window对象（第7章将详细讨论），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被销毁（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会被销毁）。每个函数都有自己的执行环境。当执行流进入一个函数时，函数的环境就会被推入一个环境栈中。而在函数执行后，栈将其环境弹出，把控制权返回给之前的执行环境。ECMAScript程序中的执行流正是由这个方便的机制控制着。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（scope chain）。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，始终都是当前执行的代码所在环境的变量对象。如果这个环境是函数，则将其活动对象（activation object）作为变量对象。活动对象在最开始时只包含一个变量，即arguments对象（这个对象在全局环境中是不存在的）。作用域链中的下一个变量对象来自包含（外部）环境，而再下一个变量对象则来自于下一个包含环境。这样，一直延续到全局执行环境；全局执行环境的变量对象始终都是作用域链中的最后一个对象。标识符解析是沿着作用域链一级一级地搜索标识符的过程，搜索过程始终从作用域链的前端开始，然后逐渐地向后回溯，直至找到标识符为止（如果找不到标识符，通常会导致错误发生）。请看下面的实例代码：`    var color = "blue";    function changeColor(){        if(color === "blue"){            color = "red";        }else{            color = "blue";        }    }    changeColor();    console.log("Color is now "+ color); //red`在这个简单的例子中，函数changeColor()的作用域链包含两个对象：它自己的变量对象（其中定义着arguments对象）和全局环境的变量对象。可以在函数函数内部访问变量color,就是因为可以在这个作用域链中找到它。此外，在局部作用域中定义的变量可以在局部环境中与全局变量互换使用，如下面这个例子所示：`    var color = "blue";    function changeColor(){        var anotherColor = "red";        function swapColor(){            var tempColor = anotherColor;            anotherColor = color;            color = tempColor;            //这里可以访问 color，anotherColor，tempColor        }        //这里可以访问color和anotherColor,但不能访问tempColor        swapColor();    }    changeColor();    //这里只能访问colors`以上代码共涉及3个执行环境：全局环境、changeColor()的局部环境和swapColor()的局部环境。全局环境中有一个变量color和一个函数changeColor()。changColor()的局部环境中有一个名为anotherColor的变量和一个名为swapColor()的函数，但它也可以访问全局环境中的变量color。swapColor()的局部环境中有一个变量tempColor，该变量只能在这个环境中访问到。无论全局环境还是changeColor()的局部变量都无权访问tempColor。然而在swapColor()内部则可以访问其他两个环境中的所有变量，因为那两个环境是它的父执行环境。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swapColor()而言，其作用域链中包含3个对象：swapColor()的变量对象、changeColor()的变量对象和全局变量对象。swapColor的局部环境开始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swapColor()的环境。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。

延长作用域链

虽然执行环境的类型总共只有两种——全局和局部（函数），但还是有其他办法来延长作用域链。这么说是因为有些语句可以在作用域链的前端临时增加一个变量对象，该变量对象会在代码执行后被移除。在这两种情况下会发生这种现象。具体来说，就是当执行流进入下列任何一个语句时，作用域链就会得到加长：1.try-catch语句的catch块。2.with语句。这两个语句都会在作用域链的前端添加一个变量对象。对with语句来说，会将制定的对象添加到作用域链中。对catch语句来说，会创建一个新的变量对象，其实包含的是被抛出的错误对象的声明。下面看一个例子：`    function buildUrl(){        var qs = "?debug=true";        with(location){            var url = href + qs;        }        return url;    }`在此，with语句接收的是location对象，因此其变量对象中就包含了location对象的所有属性和方法，而这个变量被添加到了作用域链的前端。buildUrl()函数中定义了一个变量qs。当在with语句中引用变量href时（实际引用的是location.href），可以在当前执行环境的变量对象中找到。当引用变量qs时，引用的则是在buildUrl(）中定义的那个变量，而该变量位于函数环境的变量对象中。至于with语句内部，则定义了一个名为url的变量，因而url就成了函数执行环境的一部分，所有可以作为函数的值返回。在IE8及之前版本的js实现中，存在一个与标准不一致的地方，既在catch语句中补捕获的错误对象会被添加到执行环境的变量对象，而不是catch语句的变量对象中，换句话说，即使在catch块的外部也可以访问到错误对象。IE9修复了这个问题。

###没有块级作用域
js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。例如，下面的代码在js中并不会得到想要的结果。

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


这里是在一个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js中，if语句中的变量申明会将变量添加到当前的执行环境（在这里是全局环境）中。在使用for语句时尤其要牢记这一差异，例如：`    for(var i = 0; i < 10; i++){        doSomething(i);    }    alert(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，只会存在于循环的环境中。而对于js来说，由for语句创建的变量i即使在for循环执行结束后，也依然会存在于循环外部的执行环境中。#####1.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；在with语句中，最近的环境是函数环境。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环境，如下所示：    `        function add(num1,num2){            var sum = num1+num2;            return sum;        }        var result = add(10,20) //30        alert(sum);//由于sum不是有效的变量，因此会导致错误。    `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也将访问到：    `        function add(num1,num2){            sum = num1+num2;            return sum;        }        var result = add(10,20) //30        alert(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，后面代码依旧可以访问它。    在编写js代码的过程中，不声明而直接初始化变量是一个常见的错误做法，因为这样写可能会导致意外。我们建议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。