JavaScript編程的時候總避免不了聲明函數和變量，以成功構建我們的系統，但是解釋器是如何並且在什麼地方去查找這些函數和變量呢？我們引用這些對象的時候究竟發生了什麼？
原始發布：Dmitry A. Soshnikov
發布時間：2009-06-27
俄文地址：http://dmitrysoshnikov.com/ecmascript/ru-chapter-2-variable-object/
英文翻譯：Dmitry A. Soshnikov
發布時間：2010-03-15
英文地址：http://dmitrysoshnikov.com/ecmascript/chapter-2-variable-object/
部分難以翻譯的句子參考了justinw的中文翻譯
大多數ECMAScript程序員應該都知道變量與執行上下文有密切關系：
復制代碼 代碼如下:
var a = 10; // 全局上下文中的變量
(function () {
var b = 20; // function上下文中的局部變量
})();
alert(a); // 10
alert(b); // 全局變量 "b" 沒有聲明
並且，很多程序員也都知道，當前ECMAScript規范指出獨立作用域只能通過“函數(function)”代碼類型的執行上下文創建。也就是說，相對於C/C++來說，ECMAScript裡的for循環並不能創建一個局部的上下文。
復制代碼 代碼如下:
for (var k in {a: 1, b: 2}) {
alert(k);
}
alert(k); // 盡管循環已經結束但變量k依然在當前作用域
我們來看看一下，我們聲明數據的時候到底都發現了什麼細節。
數據聲明
如果變量與執行上下文相關，那變量自己應該知道它的數據存儲在哪裡，並且知道如何訪問。這種機制稱為變量對象(variable object)。
變量對象(縮寫為VO)是一個與執行上下文相關的特殊對象，它存儲著在上下文中聲明的以下內容：
變量 (var, 變量聲明);
函數聲明 (FunctionDeclaration, 縮寫為FD);
函數的形參
舉例來說，我們可以用普通的ECMAScript對象來表示一個變量對象：
復制代碼 代碼如下:
VO = {};
就像我們所說的, VO就是執行上下文的屬性(property)：
activeExecutionContext = {
VO: {
// 上下文數據（var, FD, function arguments)
}
};
只有全局上下文的變量對象允許通過VO的屬性名稱來間接訪問(因為在全局上下文裡，全局對象自身就是變量對象，稍後會詳細介紹)，在其它上下文中是不能直接訪問VO對象的，因為它只是內部機制的一個實現。
當我們聲明一個變量或一個函數的時候，和我們創建VO新屬性的時候一樣沒有別的區別（即：有名稱以及對應的值）。
例如：
復制代碼 代碼如下:
var a = 10;
function test(x) {
var b = 20;
};
test(30);
對應的變量對象是：
復制代碼 代碼如下:
// 全局上下文的變量對象
VO(globalContext) = {
a: 10,
test: <reference to function>
};
// test函數上下文的變量對象
VO(test functionContext) = {
x: 30,
b: 20
};
在具體實現層面(以及規范中)變量對象只是一個抽象概念。(從本質上說，在具體執行上下文中，VO名稱是不一樣的，並且初始結構也不一樣。
不同執行上下文中的變量對象
對於所有類型的執行上下文來說，變量對象的一些操作(如變量初始化)和行為都是共通的。從這個角度來看，把變量對象作為抽象的基本事物來理解更為容易。同樣在函數上下文中也定義和變量對象相關的額外內容。
復制代碼 代碼如下:
抽象變量對象VO (變量初始化過程的一般行為)
║
╠══> 全局上下文變量對象GlobalContextVO
║ (VO === this === global)
║
╚══> 函數上下文變量對象FunctionContextVO
(VO === AO, 並且添加了<arguments>和<formal parameters>)
我們來詳細看一下：
全局上下文中的變量對象
首先，我們要給全局對象一個明確的定義：
全局對象(Global object) 是在進入任何執行上下文之前就已經創建了的對象；
這個對象只存在一份，它的屬性在程序中任何地方都可以訪問，全局對象的生命周期終止於程序退出那一刻。
復制代碼
全局對象初始創建階段將Math、String、Date、parseInt作為自身屬性，等屬性初始化，同樣也可以有額外創建的其它對象作為屬性（其可以指向到全局對象自身）。例如，在DOM中，全局對象的window屬性就可以引用全局對象自身(當然，並不是所有的具體實現都是這樣)：
復制代碼 代碼如下:
global = {
Math: <...>,
String: <...>
...
...
window: global //引用自身
};
當訪問全局對象的屬性時通常會忽略掉前綴，這是因為全局對象是不能通過名稱直接訪問的。不過我們依然可以通過全局上下文的this來訪問全局對象，同樣也可以遞歸引用自身。例如，DOM中的window。綜上所述，代碼可以簡寫為：
復制代碼 代碼如下:
String(10); // 就是global.String(10);
// 帶有前綴
window.a = 10; // === global.window.a = 10 === global.a = 10;
this.b = 20; // global.b = 20;
因此，回到全局上下文中的變量對象——在這裡，變量對象就是全局對象自己：
VO(globalContext) === global;
非常有必要要理解上述結論，基於這個原理，在全局上下文中聲明的對應，我們才可以間接通過全局對象的屬性來訪問它（例如，事先不知道變量名稱）。
復制代碼 代碼如下:
var a = new String('test');
alert(a); // 直接訪問，在VO(globalContext)裡找到："test"
alert(window['a']); // 間接通過global訪問：global === VO(globalContext): "test"
alert(a === this.a); // true
var aKey = 'a';
alert(window[aKey]); // 間接通過動態屬性名稱訪問："test"
函數上下文中的變量對象
在函數執行上下文中，VO是不能直接訪問的，此時由活動對象(activation object,縮寫為AO)扮演VO的角色。
VO(functionContext) === AO;
活動對象是在進入函數上下文時刻被創建的，它通過函數的arguments屬性初始化。arguments屬性的值是Arguments對象：
復制代碼 代碼如下:
AO = {
arguments: <ArgO>
};
Arguments對象是活動對象的一個屬性，它包括如下屬性：
callee — 指向當前函數的引用
length — 真正傳遞的參數個數
properties-indexes (字符串類型的整數) 屬性的值就是函數的參數值(按參數列表從左到右排列)。 properties-indexes內部元素的個數等於arguments.length. properties-indexes 的值和實際傳遞進來的參數之間是共享的。
例如：
復制代碼 代碼如下:
function foo(x, y, z) {
// 聲明的函數參數數量arguments (x, y, z)
alert(foo.length); // 3
// 真正傳進來的參數個數(only x, y)
alert(arguments.length); // 2
// 參數的callee是函數自身
alert(arguments.callee === foo); // true
// 參數共享
alert(x === arguments[0]); // true
alert(x); // 10
arguments[0] = 20;
alert(x); // 20
x = 30;
alert(arguments[0]); // 30
// 不過，沒有傳進來的參數z，和參數的第3個索引值是不共享的
z = 40;
alert(arguments[2]); // undefined
arguments[2] = 50;
alert(z); // 40
}
foo(10, 20);
這個例子的代碼，在當前版本的Google Chrome浏覽器裡有一個bug — 即使沒有傳遞參數z，z和arguments[2]仍然是共享的。
處理上下文代碼的2個階段
現在我們終於到了本文的核心點了。執行上下文的代碼被分成兩個基本的階段來處理：
進入執行上下文
執行代碼
變量對象的修改變化與這兩個階段緊密相關。
注：這2個階段的處理是一般行為，和上下文的類型無關（也就是說，在全局上下文和函數上下文中的表現是一樣的）。
進入執行上下文
當進入執行上下文(代碼執行之前)時，VO裡已經包含了下列屬性(前面已經說了)：
函數的所有形參(如果我們是在函數執行上下文中)
— 由名稱和對應值組成的一個變量對象的屬性被創建；沒有傳遞對應參數的話，那麼由名稱和undefined值組成的一種變量對象的屬性也將被創建。
所有函數聲明(FunctionDeclaration, FD)
—由名稱和對應值（函數對象(function-object)）組成一個變量對象的屬性被創建；如果變量對象已經存在相同名稱的屬性，則完全替換這個屬性。
所有變量聲明(var, VariableDeclaration)
— 由名稱和對應值（undefined）組成一個變量對象的屬性被創建；如果變量名稱跟已經聲明的形式參數或函數相同，則變量聲明不會干擾已經存在的這類屬性。
讓我們看一個例子：
復制代碼 代碼如下:
function test(a, b) {
var c = 10;
function d() {}
var e = function _e() {};
(function x() {});
}
test(10); // call
當進入帶有參數10的test函數上下文時，AO表現為如下：
復制代碼 代碼如下:
AO(test) = {
a: 10,
b: undefined,
c: undefined,
d: <reference to FunctionDeclaration "d">
e: undefined
};
注意，AO裡並不包含函數“x”。這是因為“x” 是一個函數表達式(FunctionExpression, 縮寫為 FE) 而不是函數聲明，函數表達式不會影響VO。 不管怎樣，函數“_e” 同樣也是函數表達式，但是就像我們下面將看到的那樣，因為它分配給了變量 “e”，所以它可以通過名稱“e”來訪問。 函數聲明FunctionDeclaration與函數表達式FunctionExpression 的不同，將在第15章Functions進行詳細的探討，也可以參考本系列第2章揭秘命名函數表達式來了解。
這之後，將進入處理上下文代碼的第二個階段 — 執行代碼。
代碼執行
這個周期內，AO/VO已經擁有了屬性(不過，並不是所有的屬性都有值，大部分屬性的值還是系統默認的初始值undefined )。
還是前面那個例子, AO/VO在代碼解釋期間被修改如下：
復制代碼 代碼如下:
AO['c'] = 10;
AO['e'] = <reference to FunctionExpression "_e">;
再次注意，因為FunctionExpression“_e”保存到了已聲明的變量“e”上，所以它仍然存在於內存中。而FunctionExpression “x”卻不存在於AO/VO中，也就是說如果我們想嘗試調用“x”函數，不管在函數定義之前還是之後，都會出現一個錯誤“x is not defined”，未保存的函數表達式只有在它自己的定義或遞歸中才能被調用。
另一個經典例子：
復制代碼 代碼如下:
alert(x); // function
var x = 10;
alert(x); // 10
x = 20;
function x() {};
alert(x); // 20
為什麼第一個alert “x” 的返回值是function，而且它還是在“x” 聲明之前訪問的“x” 的？為什麼不是10或20呢？因為，根據規范函數聲明是在當進入上下文時填入的； 同意周期，在進入上下文的時候還有一個變量聲明“x”，那麼正如我們在上一個階段所說，變量聲明在順序上跟在函數聲明和形式參數聲明之後，而且在這個進入上下文階段，變量聲明不會干擾VO中已經存在的同名函數聲明或形式參數聲明，因此，在進入上下文時，VO的結構如下：
復制代碼 代碼如下:
VO = {};
VO['x'] = <reference to FunctionDeclaration "x">
// 找到var x = 10;
// 如果function "x"沒有已經聲明的話
// 這時候"x"的值應該是undefined
// 但是這個case裡變量聲明沒有影響同名的function的值
VO['x'] = <the value is not disturbed, still function>
緊接著，在執行代碼階段，VO做如下修改：
復制代碼 代碼如下:
VO['x'] = 10;
VO['x'] = 20;
我們可以在第二、三個alert看到這個效果。
在下面的例子裡我們可以再次看到，變量是在進入上下文階段放入VO中的。(因為，雖然else部分代碼永遠不會執行，但是不管怎樣，變量“b”仍然存在於VO中。)
復制代碼 代碼如下:
if (true) {
var a = 1;
} else {
var b = 2;
}
alert(a); // 1
alert(b); // undefined,不是b沒有聲明，而是b的值是undefined
關於變量
通常，各類文章和JavaScript相關的書籍都聲稱：“不管是使用var關鍵字(在全局上下文)還是不使用var關鍵字(在任何地方)，都可以聲明一個變量”。請記住，這是錯誤的概念：
任何時候，變量只能通過使用var關鍵字才能聲明。
上面的賦值語句：
a = 10;
這僅僅是給全局對象創建了一個新屬性(但它不是變量)。“不是變量”並不是說它不能被改變，而是指它不符合ECMAScript規范中的變量概念，所以它“不是變量”(它之所以能成為全局對象的屬性，完全是因為VO(globalContext) === global，大家還記得這個吧？)。
讓我們通過下面的實例看看具體的區別吧：
復制代碼 代碼如下:
alert(a); // undefined
alert(b); // "b" 沒有聲明
b = 10;
var a = 20;
所有根源仍然是VO和進入上下文階段和代碼執行階段：
進入上下文階段：
復制代碼 代碼如下:
VO = {
a: undefined
};
我們可以看到，因為“b”不是一個變量，所以在這個階段根本就沒有“b”，“b”將只在代碼執行階段才會出現(但是在我們這個例子裡，還沒有到那就已經出錯了)。
讓我們改變一下例子代碼：
復制代碼 代碼如下:
alert(a); // undefined, 這個大家都知道，
b = 10;
alert(b); // 10, 代碼執行階段創建
var a = 20;
alert(a); // 20, 代碼執行階段修改
關於變量，還有一個重要的知識點。變量相對於簡單屬性來說，變量有一個特性(attribute)：{DontDelete},這個特性的含義就是不能用delete操作符直接刪除變量屬性。
復制代碼 代碼如下:
a = 10;
alert(window.a); // 10
alert(delete a); // true
alert(window.a); // undefined
var b = 20;
alert(window.b); // 20
alert(delete b); // false
alert(window.b); // still 20
但是這個規則在有個上下文裡不起走樣，那就是eval上下文，變量沒有{DontDelete}特性。
復制代碼 代碼如下:
eval('var a = 10;');
alert(window.a); // 10
alert(delete a); // true
alert(window.a); // undefined
使用一些調試工具(例如：Firebug)的控制台測試該實例時，請注意，Firebug同樣是使用eval來執行控制台裡你的代碼。因此，變量屬性同樣沒有{DontDelete}特性，可以被刪除。
特殊實現: __parent__ 屬性
前面已經提到過，按標准規范，活動對象是不可能被直接訪問到的。但是，一些具體實現並沒有完全遵守這個規定，例如SpiderMonkey和Rhino；的實現中，函數有一個特殊的屬性 __parent__，通過這個屬性可以直接引用到函數已經創建的活動對象或全局變量對象。
例如 (SpiderMonkey, Rhino)：
復制代碼 代碼如下:
var global = this;
var a = 10;
function foo() {}
alert(foo.__parent__); // global
var VO = foo.__parent__;
alert(VO.a); // 10
alert(VO === global); // true
在上面的例子中我們可以看到，函數foo是在全局上下文中創建的，所以屬性__parent__ 指向全局上下文的變量對象，即全局對象。
然而，在SpiderMonkey中用同樣的方式訪問活動對象是不可能的：在不同版本的SpiderMonkey中，內部函數的__parent__ 有時指向null ，有時指向全局對象。
在Rhino中，用同樣的方式訪問活動對象是完全可以的。
例如 (Rhino)：
復制代碼 代碼如下:
var global = this;
var x = 10;
(function foo() {
var y = 20;
// "foo"上下文裡的活動對象
var AO = (function () {}).__parent__;
print(AO.y); // 20
// 當前活動對象的__parent__ 是已經存在的全局對象
// 變量對象的特殊鏈形成了
// 所以我們叫做作用域鏈
print(AO.__parent__ === global); // true
print(AO.__parent__.x); // 10
})();
總結
在這篇文章裡，我們深入學習了跟執行上下文相關的對象。我希望這些知識對您來說能有所幫助，能解決一些您曾經遇到的問題或困惑。按照計劃，在後續的章節中，我們將探討作用域鏈，標識符解析，閉包。
有任何問題，我很高興在下面評論中能幫你解答。
其它參考
- 10.1.3 – Variable Instantiation;
- 10.1.5 – Global Object;
- 10.1.6 – Activation Object;
- 10.1.8 – Arguments Object.