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JavaScript 面试雷区之预解析

JavaScript 面试雷区之预解析

创作者:张敏

转载请联系“极光学苑”授权!

前言

在JavaScript的语法中,涉及到变量和函数的使用时我们初学都会记住一个规律,那就是 " 先定义,后使用 "

如果在没有定义时使用某个变量或函数,执行过程会出现一个引用错误的报错信息,提示变量或函数未定义。

另外,JavaScript的代码执行时,总体上有一个从上往下执行的过程(特殊结构除外)。

但是,有时候写程序过程中,我们会发现如果先使用一个在后面定义的变量或函数,程序并不会报错。这其中的原因在于JavaScript的解析器的解析原理,下面我们详细的给大家来解释一下。

思考

在解释前,我们先来看一道面试题:

图示1

很多面试的朋友乍一看到这个简短的代码,按照惯常思维从上往下执行代码,粗心之下如果给出 "out" 的答案,那么面试的结果就不会乐观了。

有网友确实因为这样一道看似简单的题目,失去了工作机会。

那么,真正的答案是什么呢?控制台输出 undefined 。

想了解其中的原理,不要错过接下来给大家的讲解。

JavaScript预解析

JavaScript 代码的执行是由浏览器中的 JavaScript 解析器来执行的。

JavaScript 解析器执行 JavaScript 代码的时候,分为前后两个过程:

预解析过程和代码执行过程。

预解析过程:

  1. 把变量的声明提升到当前作用域的最前面,只会提升声明,不会提升赋值。
  2. 把函数的声明提升到当前作用域的最前面,只会提升声明,不会提升调用。
  3. 先提升 var,在提升 function 。

JavaScript 的执行过程:

在预解析之后,根据新的代码顺序,从上往下按照既定规律执行 js 代码。

很多问题的关键点提炼出来,原理就是预解析过程中出现的变量声明提升和函数声明提升。

变量声明提升

在预解析过程中,所有定义的变量,都会将声明的过程提升到所在的全局作用域或者函数作用域最上面,在将来的代码执行过程中,按照先后顺序会先执行被提升的声明变量过程。

? 提升过程中,只提升声明过程,不提升变量赋值,变量赋值的过程会保留在原代码位置。

那么被提升到顶部的变量,相当于定义后未被赋值,未赋值的变量内默认存储 undefined值。

? 因此,在 js 中会出现一种现象,在前面调用后定义的变量,不会报错,只会使用 undefined值。

图示2

上面这段程序的输出结果就是 undefined 。

如果我们用代码来模拟 JavaScript 解析器的工作,相当于:

图示3

讲到这里,回想我们思考中的面试题,可以得到我们想到的解释了。我们来将面试题的代码解析过程也用代码来模拟一下:

图示4

这时我们再来分析,函数内部调用a变量时,根据作用域链的查找顺序,会优先在本层函数作用域内查找是否有定义的a变量,结果找到了被提升后的a的定义,因此不会再往外查找函数外部的a。

同时,a变量提升后,内部因为没有赋值,存储的为默认值 undefined,所以输出答案就是undefined。

对于我们的程序来说,使用变量是为了用它内部存储的数据,而不是被提升后使 undefined,因此推荐朋友们在定义变量时,最好 直接把变量定义过程书写在代码最前面

函数声明提升

同变量提升类似的,在预解析过程中,所有定义的函数,都会将声明的过程提升到所在的全局作用域或者函数作用域最上面,在将来的代码执行过程中,按照先后顺序会先执行被提升的函数声明过程。

?在预解析之后的代码执行过程中,函数定义过程已经在最开始就会执行,一旦函数定义成功,那么函数名内就已经存储了指向函数对象的地址,后续通过函数名就可以直接调用函数。

?因此,在 js 中会出现一种现象,在前面调用后定义的函数,不会报错,而且能正常执行函数内部的代码。

图示5

执行结果:控制台输出1。

如果我们用代码来模拟JavaScript解析器的工作,相当于:

图示16

另外,有一种特殊的函数定义方式,函数表达式:

它进行的是变量声明提升,而不是函数声明提升。提升后变量内部存的是一个 undefined。在前面进行函数方法调用,数据类型会提示错误。

图示7

结果:

图示8

对于我们的程序来说,函数声明提升可以用于调整代码的顺序,将大段的定义过程放到代码最后,但是不影响代码执行效果。

因此,建议在定义函数时,最好使用 function 关键字定义方式,这样函数声明提升可以永远生效。

提升顺序

预解析过程中,先提升 var 变量声明,再提升 function 函数声明。

?假设出现变量名和函数名相同,那么后提升的函数名标识符会覆盖先提升的变量名,那么在后续代码中出现调用标识符时,内部是函数的地址,而不是 undefined。

图示9

结果:

图示10

如果调用标识符的过程在源代码函数和变量定义后面,相当于函数名覆盖了一次变量名,结果在执行到变量赋值时,又被新值覆盖了函数的地址,那么在后面再次调用标识符,用的就是变量存的新值。

图示11

结果:

图示12

如果我们用代码来模拟 JavaScript 解析器的工作,相当于:

图示13

当然,以上这些特殊案例的写法大部分会出现在面试题中,来对大家进行一个误导,同时检测大家对 JavaScript 基础原理的掌握程度。在实际自行编写代码过程中,还是建议 不要书写相同的标识符给变量名或函数名,避免出现覆盖。、

总结

1. 变量声明提升:只提升定义,赋值过程保留在原位置。

2. 函数声明提升:整个定义过程都被提升。

3. 建议利用函数声明提升,规避变量声明提升。

最后,JavaScript 中很多基本原理经常被用作前端的面试题,通过这篇文章,希望大家对预解析过程有了一个清晰的了解,再次遇到相关面试题可以轻松解决。

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JavaScript是一门解释型的语言 , 想要运行JavaScript代码需要两个阶段

  • 编译阶段: 编译阶段就是我们常说的JavaScript预解释(预处理)阶段,在这个阶段JavaScript解释器将完成把JavaScript脚本代码转换到字节码
  • 执行阶段: 在编译阶段JavaScript解释器借助执行环境把字节码生成机械码,并从上到下按顺序执行
  • 本文就重点介绍预解释,框架图如下:


一、什么是预解释

在js中,带var 和function关键字的需要预解释:

那什么是预解释?就是在js代码执行之前,先申明好带有var 关键字和带有function关键字的变量,在内存里先安排好。

预解释:JavaScript代码执行之前,浏览器首先会默认的把所有带var和function的进行提前的声明或者定义

1.理解声明和定义

声明(declare):如var num;=>告诉浏览器在全局作用域中有一个num的变量了;如果一个变量只是声明了但是没有赋值,默认的值是undefined

定义(defined):如num=12;=>给我们的变量进行赋值。

2.对于带var和function关键字的在预解释的时候操作不一样的

var=>在预解释的时候只是提前的声明

function=>在预解释的时候提前的声明+定义都完成了

3.预解释只发生在当前的作用域下。

例如:开始只对window下的进行预解释,只有函数执行的时候才会对函数中的进行预解释

二、作用域链

1.如何区分私有变量和全局变量?

1)在全局作用域下声明(预解释的时候)的变量是全局变量

2)只有函数执行会产生私有的作用域,比如for(){}、if(){}和switch(){}都不会产生私有作用域

3)在"私有作用域中声明的变量(var 声明)"和"函数的形参"都是私有的变量。在私有作用域中,代码执行的时保遇到了一个变量,首先我们需要确定它是否为私有的变量,如果是私有的变量,那么和外面的没有在何的关系;如果不是私有的,则往当前作用域的上级作用域进行查找,如果上级作用域也没有则继续查找,一直找到window为止,这就是作用域链。

我们举个例子来区别私有变量和全局变量:

//=>变量提升:var a;var b;var c;test=AAAFFF111;
var a=10,b=11,c=12;
function test(a){
//=>私有作用域:a=10 var b;
a=1;//=>私有变量a=1
var b=2;//=>私有变量b=2
c=3;//=>全局变量c=3
}
test(10);
console.log(a);//10
console.log(b);//11
console.log(c);//3

判断是否是私有变量一个标准就是是否是在函数中var声明的变量和函数的形参都是私有的变量。本道题目在test函数中a是形参和var b定义的变量b都是私有变量。

2.函数传参

这是因为当函数执行的时候,首先会形成一个新的私有的作用域,然后按照如下的步骤执行:

1)如果有形参,先给形参赋值

2)进行私有作用域中的预解释

3)私有作用域中的代码从上到下执行

我们来看一道例题

var total=0;
function fn(num1,num2){
console.log(total);//->undefined 外面修改不了私有的
var total=num1 +num2;
console.log(total);//->300
}
fn(100,200);
console.log(total);//->0 私有的也修改不了外面的

3.JS中内存的分类

  • 栈内存:用来提供一个供JS代码执行的环境,即作用域(全局作用域/私有的作用域)
  • 堆内存:用来存储引用数据类型的值。对象存储的是属性名和属性值,函数存储的是代码字符串。

三、全局作用域下带var和不带var的区别

我们先来看以下两个例子:

//例题1
console.log(num);//->undefined
var num=12;
//例题2
console.log(num2);//->Uncaught ReferenceError:num2 is not defined 
num2=12;//不能预解释

当你看到var num=12时,可能会认为只是个声明。但JavaScript实际上会将其看成两条声明语句:var num;和 num=12;第一个定义声明是在预解释阶段进行的。第二个赋值声明会被留在原地等待执行阶段。num2=12 相当于给window增加了一个叫做num2的属性名,属性值是12;而var num=12 首先它相当于给全局作用域增加了一个全局变量num,它也相当于给window增加了一个属性名num2,属性值是12。两者最大区别:带var的可以进行预解释,所以在赋值的前面执行不会报错;不带var的是不能进行预解释的,在前面执行会报错;

接下来我们举例说明:

//例题1
var total=0;
function fn(){
console.log(total);//undefined
var total=100;
}
fn();
console.log(total);//0
//例题2
var total=0;
function fn(){
console.log(total);//0
total=100;
}
fn();
console.log(total);//100

例题1中带var变量在私有作用域中可以预解释,所以第一个console打出来的值为undefined。私有作用域中出现的一个变量不是私有的,则往上级作用域进行查找,上级没有则继续向上查找,一直找到window为止,例题2中不带var变量不是私有的,所以往上级找

四、预解释五大毫无节操的表现

1.预解释的时候不管你的条件是否成立,都要把带var的进行提前的声明。

请看下面这道例题:

if(!("num" in window)){
var num=12;//这句话会被提到大括号之外的全局作用域:var num;->window.num; 
}
console.log(num);//undefined

2.预解释的时候只预解释”=”左边的,右边的值,不参与预解释

请看下面这道例题:

fn();//报错
var fn=function (){ //window下的预解释:var fn;
console.log("ok");
};

3.自执行函数:定义和执行一起完成了。

自执行函数定义的那个function在全局作用域下不进行预解释,当代码执行到这个位置的时候定义和执行一起完成了。常见有以下几种形式:

(function(num){})(10);
~function(num){}(10);
+function(num){}(10);
-function(num){}(10);
!function(num){}(10);

4.函数体中return下面的代码虽然不再执行了,但是需要进行预解释;return后面跟着的都是我们返回的值,所以不进行预解释;

function fn(){
//预解释:var num;
console.log(num);//->undefined
return function(){};
var num=100;
}

5.函数声明和变量声明都会被提升。但是一个值得注意的细节(这个细节可以出现在有多个“重复”声明的代码中)是函数会首先被提升,然后才是变量。在预解释的时候,如果名字已经声明过了,不需要从新的声明,但是需要重新的赋值;

我们先来看下两个简单的例子:

//例题1
 function a() {}
 var a
 console.log(typeof a)//'function'
//例题2
 var c=1
 function c(c) {
 console.log(c)
 var c=3
 }
 c(2)//Uncaught TypeError: c is not a function

当遇到存在函数声明和变量声明都会被提升的情况,函数声明优先级比较高,最后变量声明会被函数声明所覆盖,但是可以重新赋值,所以上个例子可以等价为

function c(c) {
console.log(c)
var c=3
}
c=1
c(2)

接下来我们看下两道比较复杂的题目:

//例题3
fn();
function fn(){console.log(1);};
fn();
var fn=10;
fn();
function fn(){console.log(2);};
fn();

1.一开始预解释,函数声明和赋值一起来,fn 就是function fn(){console.log(1);};遇到var fn=10;不会重新再声明,但是遇到function fn(){console.log(2);}就会从重新赋值,所以一开始fn()的值就是2

2.再执行fn();值不变还是2

3.fn重新赋值为10,所以运行fn()时报错,接下去的语句就没再执行。

//例题4
alert(a);
a();
var a=3;
function a(){
alert(10)
}
alert(a);
a=6;
a()

1.函数声明优先于变量声明,预解释时候,函数声明和赋值一起来,a就是function a(){alert(10)},后面遇到var a=3,也无需再重复声明,所以先弹出function a(){alert(10)}

2.a(),执行函数,然后弹出10

3.接着执行了var a=3; 所以alert(a)就是显示3

4.由于a不是一个函数了,所以往下在执行到a()的时候, 报错。

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预解析 其实就是聊聊 js 代码的编译和执行
●js 是一个解释型语言,就是在代码执行之前,先对代码进行通读和解释,然后在执行代码
●也就是说,我们的 js 代码在运行的时候,会经历两个环节 解释代码 和 执行代码
●JavaScript引擎在对JavaScript代码进行解释执行之前,会对JavaScript代码进行预解析,在预解析阶段,会将以关键字var和function开头的语句块提前进行处理
●处理过程:当变量和函数的声明处在作用域比较靠后的位置的时候,变量和函数的声明会被提升到作用域的开头。

解释代码和执行代码
●因为是在所有代码执行之前进行解释,所以叫做 预解析(预解释)
●需要解释的内容有两个
○var 关键字
■在内存中先声明有一个变量名
■会把 var 关键字声明的变量进行提前说明, 但是不进行赋值
○声明式函数
■在内存中先声明有一个变量名是函数名,并且这个名字代表的内容是一个函数
■也就是会把函数名进行提前声明, 并且赋值为一个函数

解析var关键字

// 1. 解析 var 关键字
console.log(num)
var num=100
console.log(num)

代码分析:

预解析
var num
告诉浏览器, 我定义了一个叫做 num 的变量, 但是没有赋值
代码执行
第 1 行代码, 在控制台打印 num 变量的值
因为预解析的时候, 已经声明过 num 变量, 只是没有赋值
num 变量是存在的
打印出来的是 undefined
第 2 行代码, num=100
给已经定义好的 num 变量赋值为 100 这个数据
第 3 行代码, 在控制台打印 num 变量的值
因为第 2 行代码的执行, num 已经被赋值为 100 了
此时打印出来的内容是 100


解析赋值式函数
●赋值式函数会按照 var 关键字的规则进行预解析

fn()
var fn=function() { console.log('fn 函数') }
fn()

○代码分析:
预解析
var fn
告诉浏览器我定义了一个叫做 fn 的变量, 但是没有赋值
代码执行
第 1 行代码, fn()
拿到 fn 变量存储的值当做一个函数来调用一下
因为 fn 只是声明了变量, 并没有赋值, 所以 fn 是一个 undefined
我们做的事情是, 把 undefined 当做一个函数来调用
报错: fn is not a function

解析声明式函数


//解析声明式函数
fn()
function fn() { console.log('fn 函数') }
fn()

○代码分析 :

预解析
function fn() { console.log('fn 函数') }
告诉浏览器, 我定义了一个 fn 变量, 并且 fn 变量保存的内容是一个函数
代码执行
第 1 行代码, fn()
拿到 fn 变量存储的值, 当做一个函数来调用
因为预解析阶段 fn 存储的就是一个函数
调用没有问题
第 3 行代码, fn()
拿到 fn 变量存储的值, 当做一个函数来调用
因为预解析阶段 fn 存储的就是一个函数
调用没有问题

预解析优先级


fn()
console.log(num)
function fn() {
    console.log('我是 fn 函数')
}
var num=100

●经过预解析之后可以变形为


function fn() {
    console.log('我是 fn 函数')
}
var num
fn()
console.log(num)
num=100



预解析中重名问题
1.当你使用 var 定义变量 和 声明式函数 重名的时候, 以 函数为主
2.只限于在预解析阶段, 以函数为准

案例1

num()
var num=100
num()
function num() { console.log('我是 num 函数') }
num()

○代码分析 :

预解析
var num
告诉浏览器我定义了一个叫做 num 的变量, 但是并没有赋值
function num() { console.log('我是 num 函数') }
告诉浏览器我定义了一个叫做 num 的变量, 并且赋值为一个函数
预解析结束阶段, num 变量存在, 并且是一个函数
执行代码
第 1 行代码, num()
拿到 num 的值当做一个函数来调用
因为预解析阶段, num 就是一个函数
所以正常调用
第 2 行代码, num=100
给 num 变量赋值为 100
因为 num 本身保存的是一个函数, 现在赋值为 100
就把 函数 覆盖了, 一个变量只能保存一个值
从此以后, num 就是 100 了
第 3 行代码, num()
拿到 num 的值当做一个函数来调用
因为第 2 行的代码执行, 已经把 num 赋值为 100
此时就是把 数字 100 当做一个函数来调用
报错: num is not a function

案例2


num()
function num() { console.log('我是 num 函数') }
num()
var num=100
num()

○代码分析:

预解析
function num() { console.log('我是 num 函数') }
告诉浏览器, 我定义了一个叫做 num 的变量, 并且赋值为一个函数
var num
告诉浏览器, 我定义了一个叫做 num 的变量, 但是没有赋值
预解析结束的时候, num 变量存在, 并且是一个函数
代码执行
第 1 行代码, num()
把 num 存储的值拿来当做一个函数调用
因为预解析阶段, 确定了 num 就是一个函数
调用没有问题
第 3 行代码, num()
把 num 存储的值拿来当做一个函数调用
因为预解析阶段, 确定了 num 就是一个函数
调用没有问题
第 4 行代码, num=100
把 num 赋值为 100
本身保存的函数就被覆盖了
从此以后, num 就是 100 了
第 5 行代码, num()
把 num 存储的值拿来当做一个函数调用
因为第 4 行代码的执行, 导致 num 是一个 数字 100
把 数字 100 当做函数调用
报错: num is not a function

预解析中特殊情况
●在代码中, 不管 if 条件是否为 true, if 语句代码里面的内容依旧会进行预解析


//预解析的特殊情况
// 1. if语句
console.log(num) // undefined
if (true) {
    // 第一件事: var num
    // 第二件事: num=100
    var num=100
}
console.log(num)

函数体内, return 后面的代码虽然不执行, 但是会进行预解析