[JavaScript]ECMA-262-3 深入解析.第二章.变量对象

写在前面

ECMA-263（全称：ECMAScript-263）是现行javascript语法规范，全系列文章中，ECMAScript都可以理解为JavaScript。

介绍

我们在创建应用程序的时候，总免不了要声明变量和函数。那么，当我们需要使用这些东西的时候，解释器(interpreter)是怎么样、从哪里找到我们的数据(函数，变量)的，这个过程究竟发生了什么呢？

大部分ECMAScript程序员应该都知道变量与 执行上下文 密切相关：

var a = 10; // variable of the global context(function () {  var b = 20; // local variable of the function context})();alert(a); // 10alert(b); // "b" is not defined

同样，很多程序员也知道，基于当前版本的规范，独立作用域只能通过“函数(function)”代码类型的执行上下文创建。那么，想对于C/C++举例来说，ECMAScript里， for 循环并不能创建一个局部的上下文。(译者注：就是局部作用域)：

for (var k in {a: 1, b: 2}) {  alert(k);}alert(k); // 变量"k"仍旧在作用域中，可以在for循环外面访问到

下面我们具体来看一看，当我们声明数据时候的内部细节。

数据声明

如果变量与执行上下文相关，那么它自己应该知道它的数据存储在哪里和如何访问。这种机制被称作 变量对象(variable object).

变量对象 (缩写为VO)就是与执行上下文相关的对象(译者注：这个“对象”的意思就是指某个东西)，它存储下列内容：

• 变量 (var, VariableDeclaration);
• 函数声明 (FunctionDeclaration, 缩写为FD);
• 以及函数的形参
  以上均在上下文中声明。

简单举例如下，一个变量对象完全有可能用正常的ECMAScript对象的形式来表现：

VO = {};//正如我们之前所说, VO就是执行上下文的属性(property)：activeExecutionContext = {  VO: {    // context data (var, FD, function arguments)  }};

只有全局上下文的变量对象允许通过VO的属性名称间接访问(因为在全局上下文里，全局对象自身就是变量对象，稍后会详细介绍)。在其它上下文中是不可能直接访问到VO的，因为变量对象完全是实现机制内部的事情。

当我们声明一个变量或一个函数的时候，同时还用变量的名称和值，在VO里创建了一个新的属性。
例如：

var a = 10;function test(x) {  var b = 20;};test(30);

对应的变量对象是：

// Variable object of the global contextVO(globalContext) = {  a: 10,  test: };// Variable object of the "test" function contextVO(test functionContext) = {  x: 30,  b: 20};

在具体实现层面(和在规范中)变量对象只是一个抽象的事物。(译者注：这句话翻译的总感觉不太顺溜，欢迎您提供更好的译文。)从本质上说，在不同的具体执行上下文中，VO的名称和初始结构都不同。

不同执行上下文中的变量对象

对于所有类型的执行上下文来说，变量对象的一些操作(如变量初始化)和行为都是共通的。从这个角度来看，把变量对象作为抽象的基本事物来理解更容易。而在函数上下文里同样可以通过变量对象定义一些相关的额外细节。

下面，我们详细展开探讨；

全局上下文中的变量对象

这里有必要先给全局对象(Global object)一个明确的定义：

全局对象(Global object) 是在进入任何执行上下文之前就已经创建的对象；这个对象只存在一份，它的属性在程序中任何地方都可以访问，全局对象的生命周期终止于程序退出那一刻。

初始创建阶段，全局对象通过Math,String,Date,parseInt等属性初始化，同样也可以附加其它对象作为属性，其中包括可以引用全局对象自身的对象。例如，在DOM中，全局对象的window属性就是引用全局对象自身的属性(当然，并不是所有的具体实现都是这样)：

global = {  Math: <...>,  String: <...>  ...  ...  window: global};

因为全局对象是不能通过名称直接访问的，所以当访问全局对象的属性时，通常忽略前缀。尽管如此，通过全局上下文的this还是有可能直接访问到全局对象的，同样也可以通过引用自身的属性来访问，例如，DOM中的window。综上所述，代码可以简写为:

String(10); // means global.String(10);// with prefixeswindow.a = 10; // === global.window.a = 10 === global.a = 10;this.b = 20; // global.b = 20;

因此，全局上下文中的变量对象就是全局对象自身(global object itself):

VO(globalContext) === global;

准确理解“全局上下文中的变量对象就是全局对象自身”是非常必要的，基于这个事实，在全局上下文中声明一个变量时，我们才能够通过全局对象的属性间接访问到这个变量(例如，当事先未知变量名时)：

var a = new String('test');alert(a); // directly, is found in VO(globalContext): "test"alert(window['a']); // indirectly via global === VO(globalContext): "test"alert(a === this.a); // truevar aKey = 'a';alert(window[aKey]); // indirectly, with dynamic property name: "test"

函数上下文中的变量对象

在函数执行上下文中，VO是不能直接访问的，此时由激活对象(activation object,缩写为AO)扮演VO的角色。

VO(functionContext) === AO;

激活对象 是在进入函数上下文时刻被创建的，它通过函数的arguments属性初始化。grguments属性的值是Arguments object：

<pre class="brush:javascript">AO = {  arguments: <ArgO>};</pre>

Arguments objects 是函数上下文里的激活对象中的内部对象，它包括下列属性：

• callee — 指向当前函数的引用；
• length — 真正传递的参数的个数；

• properties-indexes (字符串类型的整数) 属性的值就是函数的参数值(按参数列表从左到右排列)。 properties-indexes内部元素的个数等于arguments.length. properties-indexes 的值和实际传递进来的参数之间是共享的。(译者注：共享与不共享的区别可以对比理解为引用传递与值传递的区别)

  例如：

function foo(x, y, z) {  alert(arguments.length); // 2 – quantity of passed arguments  alert(arguments.callee === foo); // true  alert(x === arguments[0]); // true  alert(x); // 10  arguments[0] = 20;  alert(x); // 20  x = 30;  alert(arguments[0]); // 30  // however, for not passed argument z,  // related index-property of the arguments  // object is not shared  z = 40;  alert(arguments[2]); // undefined  arguments[2] = 50;  alert(z); // 40}foo(10, 20);

最后一个例子的场景，在当前版本的Google Chrome浏览器里有一个bug — 即使没有传递参数z，z和arguments[2]仍然是共享的。(译者注：我试验了一下，在Chrome Ver4.1.249.1059版本，该bug仍然存在)。

分阶段处理上下文代码

现在我们终于触及到本文的核心内容。执行上下文的代码被分成两个基本的阶段来处理：

• 进入执行上下文；

• 执行代码；

  变量对象的变化与这两个阶段紧密相关。

进入执行上下文：

当进入执行上下文(代码执行之前)时，VO已被下列属性填充满(这些都已经在前文描述过)：
函数的所有形式参数(如果我们是在函数执行上下文中)

• 变量对象的一个属性，这个属性由一个形式参数的名称和值组成；如果没有对应传递实际参数，那么这个属性就由形式参数的名称和undefined值组成；
• 所有函数声明(FunctionDeclaration, FD)
  —变量对象的一个属性，这个属性由一个函数对象(function-object)的名称和值组成；如果变量对象已经存在相同名称的属性，则完全替换这个属性。
• 所有变量声明(var, VariableDeclaration)
  —变量对象的一个属性，这个属性由变量名称和undefined值组成；如果变量名称跟已经声明的形式参数或函数相同，则变量声明不会干扰已经存在的这类属性。

让我们看一个例子：

function test(a, b) {  var c = 10;  function d() {}  var e = function _e() {};  (function x() {});}test(10); // call

当进入“test”函数的上下文时(传递参数10)，AO如下：

AO(test) = {  a: 10,  b: undefined,  c: undefined,  d: <reference to FunctionDeclaration "d">  e: undefined};

注意，AO里并不包含函数“x”。这是因为“x” 是一个函数表达式(FunctionExpression, 缩写为 FE) 而不是函数声明，函数表达式不会影响VO(译者注：这里的VO指的就是AO)。 不管怎样，函数“_e” 同样也是函数表达式，但是就像我们下面将看到的那样，因为它分配给了变量 “e”，所以它变成可以通过名称“e”来访问。 FunctionDeclaration（函数声明） 与 FunctionExpression（函数表达式） 的不同，将在 Chapter 5. Functions进行详细的探讨。

这之后，将进入处理上下文代码的第二个阶段 — 执行代码。

执行代码：

这一刻，AO/VO 已经被属性(不过，并不是所有的属性都有值，大部分属性的值还是系统默认的初始值undefined )填满。

还是前面那个例子, AO/VO 在代码解释期间被修改如下：

AO['c'] = 10;AO['e'] = <reference to FunctionExpression "_e">;

再次注意，因为FunctionExpression“_e”保存到了已声明的变量“e”上，所以它仍然存在于内存中(译者注：就是还在AO/VO中的意思)。而FunctionExpression。未保存的函数表达式只有在它自己的定义或递归中才能被调用。 “x” 并不存在于AO/VO中。即，如果我们想尝试调用“x”函数，不管在函数定义之前还是之后，都会出现一个错误“x is not defined”。

另一个经典例子：

alert(x); // functionvar x = 10;alert(x); // 10x = 20;function x() {};alert(x); // 20

为什么第一个alert “x” 的返回值是function，而且它还是在“x” 声明之前访问的“x” 的？为什么不是10或20呢？因为，根据规范 — 当进入上下文时，往VO里填入函数声明；在相同的阶段，还有一个变量声明“x”，那么正如我们在上一个阶段所说，变量声明在顺序上跟在函数声明和形式参数声明之后，而且，在这个阶段(译者注：这个阶段是指进入执行上下文阶段)，变量声明不会干扰VO中已经存在的同名函数声明或形式参数声明，因此，在进入上下文时，VO的结构如下：

VO = {};VO['x'] = <reference to FunctionDeclaration "x">// found var x = 10;// if function "x" would not be already defined// then "x" be undefined, but in our case// variable declaration does not disturb// the value of the function with the same nameVO['x'] = <the value is not disturbed, still function>

随后在执行代码阶段，VO做如下修改：

VO['x'] = 10;VO['x'] = 20;

我们可以在第二、三个alert看到这个效果。

在下面的例子里我们可以再次看到，变量是在进入上下文阶段放入VO中的。(因为，虽然else部分代码永远不会执行，但是不管怎样，变量“b”仍然存在于VO中。)(译者注：变量b虽然存在于VO中，但是变量b的值永远是undefined)

if (true) {  var a = 1;} else {  var b = 2;}alert(a); // 1alert(b); // undefined, but not "b is not defined"

关于变量

通常，各类文章和JavaScript相关的书籍都声称：“不管是使用var关键字(在全局上下文)还是不使用var关键字(在任何地方)，都可以声明一个变量”。请记住，这绝对是谣传：

任何时候，变量只能通过使用var关键字才能声明。

那么像下面这样分配：

a = 10;

这仅是给全局对象创建了一个新属性(但是它不是变量)。“不是变量”的意思并不是说它不能被改变，而是指它不符合ECMAScript规范中的变量概念，所以它“不是变量”(它之所以能成为全局对象的属性，完全是因为VO(globalContext) === global，大家还记得这个吧？)。

让我们通过下面的实例看看具体的区别吧：

alert(a); // undefinedalert(b); // "b" is not definedb = 10;var a = 20;

所有根源仍然是VO和它的修改阶段(进入上下文 阶段和执行代码 阶段)：

进入上下文阶段：

VO = {  a: undefined};

我们可以看到，因为“b”不是一个变量，所以在这个阶段根本就没有“b”，“b”将只在执行代码阶段才会出现(但是在我们这个例子里，还没有到那就已经出错了)。

让我们改变一下例子代码：

alert(a); // undefined, we know whyb = 10;alert(b); // 10, created at code executionvar a = 20;alert(a); // 20, modified at code execution

结论

在这篇文章里，我们进一步深入学习了跟执行上下文相关的对象。我希望这些知识对您来说能有所帮助，能解决一些您曾经遇到的问题或困惑。按照计划，在后续的章节中，我们将探讨作用域和闭包。

参考

此系列文章为翻译原作者Dmitry Soshnikov的系列文章[ECMA-262-3 in detail]。

原文参考地址：ECMA-262-3 in detail. Chapter 2. Variable object.

---

下一篇同系列文章：[JavaScript]ECMA-262-3 深入解析.第三章.作用域链