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你了解预编译吗？几分钟带你了解它

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前言

我们执行代码的过程，在 JavaScript 引擎的眼里可以分为两个重要的步骤，分别是预编译和执行。

预编译阶段会处理一些语法解析、变量声明提升等工作，为后续的代码执行做好准备；在预编辑完成后代码才开始执行。

我会用底层逻辑详细讲解代码执行的过程需要经历的过程。并且解答：

  • 为什么外层作用域无法访问内层作用域，内层作用域为什么可以访问外层作用域。
  • 变量声明的声明提升和函数声明的整体提升是如何实现的。

正文

我们在开始了解什么是预编译和预编译要经历的过程之前，我们需要先了解函数的自带属性、作用域和作用域连。

函数的自带属性

在JavaScript中，函数有一些自带的属性，一下是一些常见的属性：

  1. length：表示函数的参数个数。
  2. prototype：指向函数的原型对象，原型对象用于定义构造函数的公共属性和方法。
  3. name：函数的名称。
  4. arguments：函数调用时传递的参数数组。

除了这些常见的属性外，函数还存在隐式属性，其中就包括[[scope]]属性。[[scope]]是 JavaScript 中函数的一个隐式属性，其中scope翻译为域或范围。[[scope]]属性仅供 JavaScript 引擎使用，我们无法直接访问。

在函数定义时，系统会通过scope的内部原理定期去调用它，但不会让用户去用。当函数执行时，系统会创建一个执行期上下文的内部对象，此时[[scope]]的值会发生变化。在函数内部访问变量时，实际访问的就是变量的scope（作用域），scope里有作用域链，系统会从作用域链底端依次向下去找变量。

预编译流程

我们用一个例子深入了解一下。

function a() {
    function b() {
        var b = 55
        console.log(a);
    }
    var a = 200
    b()
}
var glob = 50
a()

这段代码会输出什么呢？

让我们通过这段代码一起跟着JavaScript 引擎进入底层世界。

该代码大致流程：首先在全局预编译代码，然后全局执行，然后调用函数a；停止全局执行，开始预编译函数体a，预编译结束后执行函数a，最后调用函数b；停止执行函数a，预编译函数b，预编译完成后执行b；执行完b函数后返回执行a函数，a函数执行完返回全局，然后结束。

  1. 首先JavaScript 引擎对代码进行预编译（发生在全局中）：

    1. 创建全局上下文对象（Global Object）用于存储全局的有效标识符。
    2. 在全局找变量声明，将变量名作为Global Object的属性名，属性值为undefined。
    3. 在全局找函数声明，将函数名作为Global Object的属性名，属性值为该函数体。

    在这几个预编译的步骤中，只会在寻找变量声明和函数声明，其他语句一律跳过。按顺序依次执行完这些步骤后，我们可以得到一个Global Object。

你了解预编译吗？几分钟带你了解它

  1. 对代码的预编译结束后进行全局执行。

    function a() {}
var glob = 50
a()

    在执行到a()时开始调用函数，这时JavaScript 引擎会停止执行代码而去调用a函数并且对a函数进行预编译再执行。

  2. 在函数体a中进行预编译（发生在函数体中）：

    1. 创建一个函数上下文对象（Activation Object）用于存储函数中的有效标识符。
    2. 在函数体里找形参和变量声明，将形参和变量名作为Activation Object的属性名，属性值值为undefined。
    3. 形参和实参相互统一。
    4. 在函数体内找函数声明，将函数名作为Activation Object的属性名，属性值为该函数体。

    在这几个预编译的步骤中，需要按顺序依次执行。

    进行a步骤：创建一个函数上下文对象（Activation Object）

你了解预编译吗？几分钟带你了解它

进行b步骤：在函数体里找形参和变量声明

Activation Object={
	a:undefined, (形参)
    a:undefined (实参)
}//是错误的

因为对象里不能存在相同的键，所以如果会进行重叠覆盖

Activation Object={
	a:undefined 
}

进行c步骤：形参和实参相互统一。

Activation Object={
	a:undefined
}

进行d步骤：在函数体内找函数声明

Activation Object={
	a:undefined, 
    b:function
}

  1. 执行函数a。

    function a() {
    function b() {
        var b = 55
        console.log(a);
    }
    var a = 200
    b()
}

    当执行到var a = 200时

    Activation Object={
	a:200, 
    b:function
}
你了解预编译吗？几分钟带你了解它

当执行到b()时调用b函数，停止执行函数a,对函数体b进行预编译。

  1. 在函数体b中进行预编译（发生在函数体中）：

    1. 创建一个函数上下文对象（Activation Object）用于存储函数中的有效标识符。
    2. 在函数体里找形参和变量声明，将形参和变量名作为Activation Object的属性名，属性值值为undefined。
    3. 形参和实参相互统一。
    4. 在函数体内找函数声明，将函数名作为Activation Object的属性名，属性值为该函数体。

    你会发现函数预编译的方法是一样的。

    我们会得到函数b的函数上下文对象为

    Activation Object={
	b:undefined
}

  2. 执行函数b

    Activation Object={
	b:55
}
你了解预编译吗？几分钟带你了解它

代码执行完成。

小结

预编译的具体步骤。

  1. 在全局进行预编译（发生在全局中）：
    1. 创建全局上下文对象（Global Object）用于存储全局的有效标识符。
    2. 在全局找变量声明，将变量名作为Global Object的属性名，属性值为undefined。
    3. 在全局找函数声明，将函数名作为Global Object的属性名，属性值为该函数体。
  2. 在函数体中进行预编译（发生在函数体中）：
    1. 创建一个函数上下文对象（Activation Object）用于存储函数中的有效标识符。
    2. 在函数体里找形参和变量声明，将形参和变量名作为Activation Object的属性名，属性值值为undefined。
    3. 形参和实参相互统一。
    4. 在函数体内找函数声明，将函数名作为Activation Object的属性名，属性值为该函数体。

解答

变量声明的声明提升和函数声明的整体提升是如何实现的？

根据预编译的流程，JavaScript 引擎找到变量声明和函数声明后会在运行前赋值，分别赋值为undefined和function（函数体），然后再运行。这样就实现了变量声明的声明提升和函数声明的整体提升。

作用域和作用域链

作用域是执行期上下文对象的集合，这种集合呈链式连接，我们把这种链状关系称之为作用域链。

我们通过这个代码进行解释。

function a() {
    function b() {
        var b = 55
        console.log(a);
    }
    var a = 200
    b()
}
var glob = 50
a()

在这个代码中有3个作用域，分别是全局作用域和a.[[scope]]和b.[[scope]]。它们之间的关系是这样的。

你了解预编译吗？几分钟带你了解它

这个关系是怎么形成的呢？

  1. 在全局预编译完成后，函数a被整体提升生成作用域，并且作用域的0号位指向Global Object。

你了解预编译吗？几分钟带你了解它

  1. 在函数a预编译时：函数a的作用域的0号位指向自己的上下文对象，1号位指向Global Object；函数b在函数a的预编译过程中被整体提升，生成作用域，并且作用域的0号位指向a的作用域。

你了解预编译吗？几分钟带你了解它

  1. 在函数b预编译时：函数b的作用域的0号位指向自己的上下文对象；1号位指向函数a的作用域。

你了解预编译吗？几分钟带你了解它

通过这些步骤就可以理解作用域链是什么，怎么形成的。

解答

为什么外层作用域无法访问内层作用域，内层作用域为什么可以访问外层作用域？

因为在作用域中只能从低位向高位查找，不能从高位找回低位。

你了解预编译吗？几分钟带你了解它

我们通过在这张图进行理解。a函数执行阶段通过作用域的0号位查找需要的有效标识符，如果没有找到便通过作用域的1号位继续查找需要的有效标识符。

小结

我们通过预编译的底层逻辑解答了

  • 为什么外层作用域无法访问内层作用域，内层作用域为什么可以访问外层作用域。
  • 变量声明的声明提升和函数声明的整体提升是如何实现的。

并且了解了预编译的具体步骤：

  • 在全局进行预编译（发生在全局中）：
    1. 创建全局上下文对象（Global Object）用于存储全局的有效标识符。
    2. 在全局找变量声明，将变量名作为Global Object的属性名，属性值为undefined。
    3. 在全局找函数声明，将函数名作为Global Object的属性名，属性值为该函数体。
  • 在函数体中进行预编译（发生在函数体中）：

    1. 创建一个函数上下文对象（Activation Object）用于存储函数中的有效标识符。

    2. 在函数体里找形参和变量声明，将形参和变量名作为Activation Object的属性名，属性值值为undefined。

    3. 形参和实参相互统一。

    4. 在函数体内找函数声明，将函数名作为Activation Object的属性名，属性值为该函数体。

最后我们用运行代码结尾吧

function test(a, b) {
    console.log(a);       
    c = 0
    var c;
    a = 3
    b = 2
    console.log(b);       
    function b() { }
    console.log(b);       
}
test(1)

自己动手试试会输出什么。

转载自:https://juejin.cn/post/7362046189011435535
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