JavaScript-Ausführungsmechanismus – Variablenförderung (detaillierte Beispiele)

Dieser Artikel vermittelt Ihnen relevantes Wissen über JavascriptVariablenwerbung und warum gibt es Variablenwerbung? Ich hoffe, dass es für alle hilfreich ist.

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Schauen wir uns zuerst den Code an. Was ist Ihrer Meinung nach die Ausgabe des folgenden Codes?

showName()
console.log(myname)
var myname = '极客时间'
function showName() {
    console.log('函数showName被执行');
}

Programmierer, die JavaScript-Entwicklung verwendet haben, sollten wissen, dass JavaScript der Reihe nach ausgeführt wird. Wenn wir es nach dieser Logik verstehen, dann:

• Beim Ausführen der 1. Zeile, da die Funktion showName noch nicht definiert wurde, sollte die Ausführung einen Fehler melden
• Wenn auch die 2. Zeile ausgeführt wird, weil die Variable myname wurde noch nicht definiert, daher wird auch ein Fehler gemeldet.

Das tatsächliche Ausführungsergebnis ist jedoch nicht so, wie unten gezeigt:

Zeile 1 gibt „Funktion showName wird ausgeführt“ aus, Zeile 2 gibt „undefiniert“ aus, was sich ein wenig von der zuvor vorgestellten sequentiellen Ausführung unterscheidet!

Anhand der obigen Ausführungsergebnisse sollten Sie bereits wissen, dass Funktionen oder Variablen verwendet werden können, bevor sie definiert werden. Wenn Sie also undefinierte Variablen oder Funktionen verwenden, kann der JavaScript-Code dann weiterhin ausgeführt werden? Um dies zu überprüfen, können wir die Definition der Variablen myname in Zeile 3 löschen, wie unten gezeigt:

showName()
console.log(myname)
function showName() {
    console.log('函数showName被执行');
}

Wenn dieser Code dann erneut ausgeführt wird, meldet die JavaScript-Engine einen Fehler und das Ergebnis ist wie folgt:

Aus der Ausführung der beiden oben genannten Codeteile können wir die folgenden drei Schlussfolgerungen ziehen:

• Wenn während des Ausführungsprozesses nicht deklarierte Variablen verwendet werden, meldet die JavaScript-Ausführung einen Fehler.
• Die Verwendung einer Variablen vor ihrer Definition führt nicht zu einem Fehler, aber der Wert der Variablen ist undefiniert, nicht der Wert, als sie definiert wurde.
• Verwenden Sie es vor einer Funktionsdefinition, es treten keine Fehler auf und die Funktion wird korrekt ausgeführt.

Die erste Schlussfolgerung ist leicht zu verstehen, da die Variable nicht definiert ist. Wenn also der JavaScript-Code ausgeführt wird, kann die Variable nicht gefunden werden, sodass JavaScript einen Fehler auslöst.

Aber die zweite und dritte Schlussfolgerung sind ziemlich rätselhaft:

• Warum können Variablen und Funktionen verwendet werden, bevor sie definiert sind? Dies scheint darauf hinzudeuten, dass der JavaScript-Code nicht zeilenweise ausgeführt wird.
• Warum unterscheiden sich auch die Verarbeitungsergebnisse von Variablen und Funktionen? Im obigen Ausführungsergebnis kann beispielsweise die im Voraus verwendete Funktion showName das vollständige Ergebnis ausdrucken, aber der Wert der im Voraus verwendeten Variablen myname ist undefiniert und nicht der in der Definition verwendete Wert von „geek time“.

Variables Heben

Um diese beiden Probleme zu erklären, müssen Sie zunächst verstehen, was variables Heben ist.

Aber bevor wir die Variablenförderung einführen, schauen wir uns zunächst den folgenden Code an, um zu sehen, was Deklaration und Zuweisung in JavaScript sind.

var myname = '极客时间'

Sie können sich diesen Code so vorstellen, dass er aus zwei Codezeilen besteht:

var myname    //声明部分
myname = '极客时间'  //赋值部分

Wie in der folgenden Abbildung gezeigt:

Das Obige ist die Deklaration und Zuweisung von Variablen. Schauen wir uns dann die Deklaration und Zuweisung an von Funktionen, kombiniert mit dem folgenden Code:

function foo(){
  console.log('foo')
}

var bar = function(){
  console.log('bar')
}

Die erste Funktion foo ist eine vollständige Funktionsdeklaration, was bedeutet, dass keine Zuweisungsoperation erforderlich ist; die zweite Funktion besteht darin, zuerst die Variable bar und dann function(){console zu deklarieren .log ('bar')} wird bar zugewiesen. Für ein intuitives Verständnis können Sie sich auf das Bild unten beziehen:

Okay, jetzt, da wir die Deklarations- und Zuweisungsvorgänge verstanden haben, können wir jetzt darüber sprechen, was Variablenförderung ist.

Die sogenannte Variablenförderung bezieht sich auf das „Verhalten“, bei dem die JavaScript-Engine während der Ausführung von JavaScript-Code den Deklarationsteil von Variablen und den Deklarationsteil von Funktionen an den Anfang des Codes befördert. Nachdem die Variable hochgestuft wurde, wird ein Standardwert für die Variable festgelegt. Dieser Standardwert ist der bekannte undefinierte Wert.

Lassen Sie uns die Implementierung simulieren:

/*
* 变量提升部分
*/// 把变量 myname提升到开头，// 同时给myname赋值为undefinedvar myname = undefined// 把函数showName提升到开头function showName() {
    console.log('showName被调用');}/*
 * 可执行代码部分
*/showName()console.log(myname)// 去掉var声明部分，保留赋值语句myname = '极客时间'

Um die Wirkung der Variablenförderung zu simulieren, haben wir die folgenden Anpassungen am Code vorgenommen, wie unten gezeigt:

Wie auf dem Bild zu sehen ist, gibt es zwei wesentliche Änderungen zum ursprünglichen Code. Optimierungen:

• 第一处是把声明的部分都提升到了代码开头，如变量 myname 和函数 showName，并给变量设置默认值 undefined；
• 第二处是移除原本声明的变量和函数，如var myname = '极客时间’的语句，移除了 var 声明，整个移除 showName 的函数声明。

通过这两步，就可以实现变量提升的效果。你也可以执行这段模拟变量提升的代码，其输出结果和第一段代码应该是完全一样的。

通过这段模拟的变量提升代码，相信你已经明白了可以在定义之前使用变量或者函数的原因——函数和变量在执行之前都提升到了代码开头。

JavaScript 代码的执行流程

从概念的字面意义上来看，“变量提升”意味着变量和函数的声明会在物理层面移动到代码的最前面，正如我们所模拟的那样。但，这并不准确。实际上变量和函数声明在代码里的位置是不会改变的，而且是在编译阶段被 JavaScript 引擎放入内存中。对，你没听错，一段 JavaScript 代码在执行之前需要被 JavaScript 引擎编译，编译完成之后，才会进入执行阶段。大致流程你可以参考下图：

1. 编译阶段

那么编译阶段和变量提升存在什么关系呢？

为了搞清楚这个问题，我们还是回过头来看上面那段模拟变量提升的代码，为了方便介绍，可以把这段代码分成两部分。

第一部分：变量提升部分的代码。

var myname = undefined
function showName() {
    console.log('函数showName被执行');
}

第二部分：执行部分的代码。

showName()
console.log(myname)
myname = '极客时间'

下面我们就可以把 JavaScript 的执行流程细化，如下图所示：

从上图可以看出，输入一段代码，经过编译后，会生成两部分内容：执行上下文（Execution context）和可执行代码。

执行上下文是 JavaScript 执行一段代码时的运行环境，比如调用一个函数，就会进入这个函数的执行上下文，确定该函数在执行期间用到的诸如 this、变量、对象以及函数等。

关于执行上下文的细节，我会在下一篇文章《08 | 调用栈：为什么 JavaScript 代码会出现栈溢出？》做详细介绍，现在你只需要知道，在执行上下文中存在一个变量环境的对象（Viriable Environment），该对象中保存了变量提升的内容，比如上面代码中的变量 myname 和函数 showName，都保存在该对象中。

你可以简单地把变量环境对象看成是如下结构：

VariableEnvironment:
     myname -> undefined, 
     showName ->function : {console.log(myname)

了解完变量环境对象的结构后，接下来，我们再结合下面这段代码来分析下是如何生成变量环境对象的。

showName()
console.log(myname)
var myname = '极客时间'
function showName() {
    console.log('函数showName被执行');
}

我们可以一行一行来分析上述代码：

• 第 1 行和第 2 行，由于这两行代码不是声明操作，所以 JavaScript 引擎不会做任何处理；
• 第 3 行，由于这行是经过 var 声明的，因此 JavaScript 引擎将在环境对象中创建一个名为 myname 的属性，并使用 undefined 对其初始化；
• 第 4 行，JavaScript 引擎发现了一个通过 function 定义的函数，所以它将函数定义存储到堆 (HEAP）中，并在环境对象中创建一个 showName 的属性，然后将该属性值指向堆中函数的位置（不了解堆也没关系，JavaScript 的执行堆和执行栈我会在后续文章中介绍）。

这样就生成了变量环境对象。接下来 JavaScript 引擎会把声明以外的代码编译为字节码，至于字节码的细节，我也会在后面文章中做详细介绍，你可以类比如下的模拟代码：

showName()
console.log(myname)
myname = '极客时间'

好了，现在有了执行上下文和可执行代码了，那么接下来就到了执行阶段了。

2. 执行阶段

JavaScript 引擎开始执行“可执行代码”，按照顺序一行一行地执行。下面我们就来一行一行分析下这个执行过程：

• 当执行到 showName 函数时，JavaScript 引擎便开始在变量环境对象中查找该函数，由于变量环境对象中存在该函数的引用，所以 JavaScript 引擎便开始执行该函数，并输出“函数 showName 被执行”结果。
• 接下来打印“myname”信息，JavaScript 引擎继续在变量环境对象中查找该对象，由于变量环境存在 myname 变量，并且其值为 undefined，所以这时候就输出 undefined。
• 接下来执行第 3 行，把“极客时间”赋给 myname 变量，赋值后变量环境中的 myname 属性值改变为“极客时间”，变量环境如下所示：

VariableEnvironment:
     myname -> "极客时间", 
     showName ->function : {console.log(myname)

好了，以上就是一段代码的编译和执行流程 。

代码中出现相同的变量或者函数怎么办？

现在你已经知道了，在执行一段 JavaScript 代码之前，会编译代码，并将代码中的函数和变量保存到执行上下文的变量环境中，那么如果代码中出现了重名的函数或者变量，JavaScript 引擎会如何处理？

我们先看下面这样一段代码：

function showName() {
    console.log('极客邦');
}
showName();
function showName() {
    console.log('极客时间');
}
showName();

在上面代码中，我们先定义了一个 showName 的函数，该函数打印出来“极客邦”；然后调用 showName，并定义了一个 showName 函数，这个 showName 函数打印出来的是“极客时间”；最后接着继续调用 showName。那么你能分析出来这两次调用打印出来的值是什么吗？

我们来分析下其完整执行流程：

• 首先是编译阶段。遇到了第一个 showName 函数，会将该函数体存放到变量环境中。接下来是第二个 showName 函数，继续存放至变量环境中，但是变量环境中已经存在一个 showName 函数了，此时，第二个 showName 函数会将第一个 showName 函数覆盖掉。这样变量环境中就只存在第二个 showName 函数了。
• 接下来是执行阶段。先执行第一个 showName 函数，但由于是从变量环境中查找 showName 函数，而变量环境中只保存了第二个 showName 函数，所以最终调用的是第二个函数，打印的内容是“极客时间”。第二次执行 showName 函数也是走同样的流程，所以输出的结果也是“极客时间”。

综上所述，一段代码如果定义了两个相同名字的函数，那么最终生效的是最后一个函数。

总结

好了，今天就到这里，下面我来简单总结下今天的主要内容：

• JavaScript 代码执行过程中，需要先做变量提升，而之所以需要实现变量提升，是因为 JavaScript 代码在执行之前需要先编译。
• 在编译阶段，变量和函数会被存放到变量环境中，变量的默认值会被设置为 undefined；在代码执行阶段，JavaScript 引擎会从变量环境中去查找自定义的变量和函数。
• 如果在编译阶段，存在两个相同的函数，那么最终存放在变量环境中的是最后定义的那个，这是因为后定义的会覆盖掉之前定义的。

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