作用域链 词法作用域 与闭包（二）

这次讲词法作用域。这个概念其实跟JS没太大关系，它一定程度上属于更广泛的层次：程序设计语言。

词法作用域又被成为静态作用域，它的关键特性就是“作用域由定义语句决定”。而和它相对的“作用域由调用语句决定”的，被成为动态作用域。这几个概念，实际上就是在描述构建作用域的规则。

《程序设计语言-实践之路》中说，“在采用静态（词法）作用域的语言里，名字与对象的约束可以在编译时通过检查程序正文确定，完全不需要考虑运行时的控制流。”这句话看起来揭露了为什么“词法作用域”被称为静态作用域。

但是仔细回忆“作用域链 词法作用域 与 闭包（一）”中所讲，JS的一个函数的作用域链事实上是在它被调用时才建立的。这里就有困惑了。既然JS的作用域其实是在调用时才建立，为啥又说它是遵循静态作用域规则呢？

更让人困惑的是，之前不是说JS的作用域链是“由定义它的语句决定”的么？这似乎和“在它被调用时才建立”有矛盾。这个问题让我困惑了很久。事实上呢，两句话都没错。我们还是把上次那个例子拿出来：

function f(x) {
    var g = function () { return x; }
    return g;
}
var g1 = f(1);
var g2 = f(2);
alert(g1());  //输出 1
alert(g2());  //输出 2

g1的作用域链，确实是在调用它的时候才建立起来的。这个作用域链的内容是:g1的调用对象 -> f(1)的调用对象 -> 全局对象。注意哦，你会发觉，其实这个作用域链中，只有第一个是g1()调用时新建的，剩下的部分其实是f(1)的作用域链。

事实上呢，虽然g1()的作用域链“在它被调用时才建立”，但是，由于除了这个作用域链头部以外，其他部分都定死了，所以这个作用域链的内容也就被“决定”了：无论它在何处被调用，调用几次，即使每次调用时都新建一个调用对象，它的作用域也肯定是“g1的调用对象 -> f(1)的调用对象 -> 全局对象”这个形式。

OK，《程序设计语言-实践之路》的作者Michael L.Scott会说，“可以在编译时通过检查程序正文确定，完全不需要考虑运行时的控制流”呢？按理说，是在调用f(1)时，定义了g1。而f(1)何时何处如何被调用，仍然可能是在编译时无法预知的。

如果要在编译时，就能确定作用域，只有一种可能性，在函数定义时就为函数开辟一个唯一的执行环境。每次调用此函数时，把变量值放到这个执行环境中运行即可。

我试着以这样的假设来重新解释上面那段JS运行时的步骤：

1. 解析到function f(x)时，为其创建一个调用对象F，在该调用对象中定义x变量。
2. 解析到function () { return x; }，再创建一个调用对象G，将其加在F的头部，形成作用域链。
3. 执行f(1)的时候，将F的x变量赋值为1，并返回调用对象G的指针。
4. G的指针被赋给g1。
5. 执行g1()的时候，会通过指针找到G，再通过作用域链找到F中的x，返回x。

这样看来，调用对象在解析函数的function定义语句时就生成，好像也是合理的。但问题是，例子中，f(1)执行后紧接着执行f(2)。如果它们俩只用一个调用对象的话，在接下来执行g1()的时候，x就应该是2，而不是1。由此可看出，JS确实是“动态的创建作用域”的。

换句话说，将JS称为是“静态作用域”语言，确实有点问题！

而将JS称为“词法作用域”语言，却不无道理。虽然说，JS是动态的创建作用域链。但由于g1的定义是写在f的执行语句中的，因此，从代码上看，g1只有在f被调用执行的时候，才会被定义。换句话说，g1的调用对象建立的时候，相应的f的调用对象肯定已经被建立了。因此它的作用域结构一开始就由代码结构定死了。（当然，我个人觉得，或许叫“语法作用域”更恰当。词法（Lexical）和语法（Syntax）的区别，请见编译原理教材）。

对此我确实提出几个质疑：
1. 或许Scott对“静态作用域”的解释有误，静态作用域的语言，并非都可以在编译时确定作用域。
2. 或许，他文中说能够确定的是“名字与对象的约束”，这句话并非是指具体的作用域，而是作用域的结构。
3. 如果上面两个质疑都不对，那么“词法作用域”和“静态作用域”不应该是同一概念。至少不应该叫“静态作用域”。

最后，值得一提的是，“词法作用域”和“作用域链”，彼此并不相干。很简单，采用“词法作用域”，也就是“静态作用域”的语言，不一定有“作用域链”。比如C语言，采用的就是“静态作用域”。何以证明？C语言中存在函数指针的概念，因此，一个函数g可能会在另一个函数f中被调用。而无论g在哪里被调用，它的作用域都不会包括调用它的f的作用域，因此，C语言函数的作用域并不是“由调用环境决定的”，它是“静态作用域”。但是C语言不存在作用域链的概念，原因很简单：C语言的作用域被严格限定在函数体内，未在函数体内被声明的变量是不允许使用的。所以它不需要作用域链的概念。

此外，有作用域链（或类似概念）的语言，未必是“静态作用域”的。Perl就是一个例子。

由此看来，是否有作用域链，取决于是否允许使用本代码块中未定义的变量。这种变量被称为自由变量。而自由变量，则是闭包概念中的关键要素。这个下次再讲。