(第二章)let和const命令

let和const命令

let命令

基本用法

ES6新增了let命令,用来声明变量。它的用法类似于var,但是所声明的变量,只在let命令所在的代码块内有效。

{
  let a = 10;
  var b = 1;
}

a // ReferenceError: a is not defined.
b // 1

上面代码在代码块之中,分别用letvar声明了两个变量。然后在代码块之外调用这两个变量,结果let声明的变量报错,var声明的变量返回了正确的值。这表明,let声明的变量只在它所在的代码块有效。

for循环的计数器,就很合适使用let命令。

for (let i = 0; i < 10; i++) {}

console.log(i);
//ReferenceError: i is not defined

上面代码中,计数器i只在for循环体内有效,在循环体外引用就会报错。

下面的代码如果使用var,最后输出的是10。

var a = [];
for (var i = 0; i < 10; i++) {
  a[i] = function () {
    console.log(i);
  };
}
a[6](); // 10

上面代码中,变量ivar声明的,在全局范围内都有效。所以每一次循环,新的i值都会覆盖旧值,导致最后输出的是最后一轮的i的值。

如果使用let,声明的变量仅在块级作用域内有效,最后输出的是6。

var a = [];
for (let i = 0; i < 10; i++) {
  a[i] = function () {
    console.log(i);
  };
}
a[6](); // 6

上面代码中,变量ilet声明的,当前的i只在本轮循环有效,所以每一次循环的i其实都是一个新的变量,所以最后输出的是6。

不存在变量提升

let不像var那样会发生“变量提升”现象。所以,变量一定要在声明后使用,否则报错。

console.log(foo); // 输出undefined
console.log(bar); // 报错ReferenceError

var foo = 2;
let bar = 2;

上面代码中,变量foovar命令声明,会发生变量提升,即脚本开始运行时,变量foo已经存在了,但是没有值,所以会输出undefined。变量barlet命令声明,不会发生变量提升。这表示在声明它之前,变量bar是不存在的,这时如果用到它,就会抛出一个错误。

暂时性死区

只要块级作用域内存在let命令,它所声明的变量就“绑定”(binding)这个区域,不再受外部的影响。

var tmp = 123;

if (true) {
  tmp = 'abc'; // ReferenceError
  let tmp;
}

上面代码中,存在全局变量tmp,但是块级作用域内let又声明了一个局部变量tmp,导致后者绑定这个块级作用域,所以在let声明变量前,对tmp赋值会报错。

ES6明确规定,如果区块中存在letconst命令,这个区块对这些命令声明的变量,从一开始就形成了封闭作用域。凡是在声明之前就使用这些变量,就会报错。

总之,在代码块内,使用let命令声明变量之前,该变量都是不可用的。这在语法上,称为“暂时性死区”(temporal dead zone,简称TDZ)。

if (true) {
  // TDZ开始
  tmp = 'abc'; // ReferenceError
  console.log(tmp); // ReferenceError

  let tmp; // TDZ结束
  console.log(tmp); // undefined

  tmp = 123;
  console.log(tmp); // 123
}

上面代码中,在let命令声明变量tmp之前,都属于变量tmp的“死区”。

“暂时性死区”也意味着typeof不再是一个百分之百安全的操作。

typeof x; // ReferenceError
let x;

上面代码中,变量x使用let命令声明,所以在声明之前,都属于x的“死区”,只要用到该变量就会报错。因此,typeof运行时就会抛出一个ReferenceError

作为比较,如果一个变量根本没有被声明,使用typeof反而不会报错。

typeof undeclared_variable // "undefined"

上面代码中,undeclared_variable是一个不存在的变量名,结果返回“undefined”。所以,在没有let之前,typeof运算符是百分之百安全的,永远不会报错。现在这一点不成立了。这样的设计是为了让大家养成良好的编程习惯,变量一定要在声明之后使用,否则就报错。

有些“死区”比较隐蔽,不太容易发现。

function bar(x = y, y = 2) {
  return [x, y];
}

bar(); // 报错

上面代码中,调用bar函数之所以报错(某些实现可能不报错),是因为参数x默认值等于另一个参数y,而此时y还没有声明,属于”死区“。如果y的默认值是x,就不会报错,因为此时x已经声明了。

function bar(x = 2, y = x) {
  return [x, y];
}
bar(); // [2, 2]

ES6规定暂时性死区和letconst语句不出现变量提升,主要是为了减少运行时错误,防止在变量声明前就使用这个变量,从而导致意料之外的行为。这样的错误在ES5是很常见的,现在有了这种规定,避免此类错误就很容易了。

总之,暂时性死区的本质就是,只要一进入当前作用域,所要使用的变量就已经存在了,但是不可获取,只有等到声明变量的那一行代码出现,才可以获取和使用该变量。

不允许重复声明

let不允许在相同作用域内,重复声明同一个变量。

// 报错
function () {
  let a = 10;
  var a = 1;
}

// 报错
function () {
  let a = 10;
  let a = 1;
}

因此,不能在函数内部重新声明参数。

function func(arg) {
  let arg; // 报错
}

function func(arg) {
  {
    let arg; // 不报错
  }
}

块级作用域

为什么需要块级作用域?

ES5只有全局作用域和函数作用域,没有块级作用域,这带来很多不合理的场景。

第一种场景,内层变量可能会覆盖外层变量。

var tmp = new Date();

function f() {
  console.log(tmp);
  if (false) {
    var tmp = "hello world";
  }
}

f(); // undefined

上面代码中,函数f执行后,输出结果为undefined,原因在于变量提升,导致内层的tmp变量覆盖了外层的tmp变量。

第二种场景,用来计数的循环变量泄露为全局变量。

var s = 'hello';

for (var i = 0; i < s.length; i++) {
  console.log(s[i]);
}

console.log(i); // 5

上面代码中,变量i只用来控制循环,但是循环结束后,它并没有消失,泄露成了全局变量。

ES6的块级作用域

let实际上为JavaScript新增了块级作用域。

function f1() {
  let n = 5;
  if (true) {
    let n = 10;
  }
  console.log(n); // 5
}

上面的函数有两个代码块,都声明了变量n,运行后输出5。这表示外层代码块不受内层代码块的影响。如果使用var定义变量n,最后输出的值就是10。

ES6允许块级作用域的任意嵌套。

{{{{{let insane = 'Hello World'}}}}};

上面代码使用了一个五层的块级作用域。外层作用域无法读取内层作用域的变量。

{{{{
  {let insane = 'Hello World'}
  console.log(insane); // 报错
}}}};

内层作用域可以定义外层作用域的同名变量。

{{{{
  let insane = 'Hello World';
  {let insane = 'Hello World'}
}}}};

块级作用域的出现,实际上使得获得广泛应用的立即执行函数表达式(IIFE)不再必要了。

// IIFE 写法
(function () {
  var tmp = ...;
  ...
}());

// 块级作用域写法
{
  let tmp = ...;
  ...
}

块级作用域与函数声明

函数能不能在块级作用域之中声明,是一个相当令人混淆的问题。

ES5规定,函数只能在顶层作用域和函数作用域之中声明,不能在块级作用域声明。

// 情况一
if (true) {
  function f() {}
}

// 情况二
try {
  function f() {}
} catch(e) {
}

上面代码的两种函数声明,根据ES5的规定都是非法的。

但是,浏览器没有遵守这个规定,为了兼容以前的旧代码,还是支持在块级作用域之中声明函数,因此上面两种情况实际都能运行,不会报错。不过,“严格模式”下还是会报错。

// ES5严格模式
'use strict';
if (true) {
  function f() {}
}
// 报错

ES6 引入了块级作用域,明确允许在块级作用域之中声明函数。

// ES6严格模式
'use strict';
if (true) {
  function f() {}
}
// 不报错

ES6 规定,块级作用域之中,函数声明语句的行为类似于let,在块级作用域之外不可引用。

function f() { console.log('I am outside!'); }
(function () {
  if (false) {
    // 重复声明一次函数f
    function f() { console.log('I am inside!'); }
  }

  f();
}());

上面代码在 ES5 中运行,会得到“I am inside!”,因为在if内声明的函数f会被提升到函数头部,实际运行的代码如下。

// ES5版本
function f() { console.log('I am outside!'); }
(function () {
  function f() { console.log('I am inside!'); }
  if (false) {
  }
  f();
}());

ES6 的运行结果就完全不一样了,会得到“I am outside!”。因为块级作用域内声明的函数类似于let,对作用域之外没有影响,实际运行的代码如下。

// ES6版本
function f() { console.log('I am outside!'); }
(function () {
  f();
}());

很显然,这种行为差异会对老代码产生很大影响。为了减轻因此产生的不兼容问题,ES6在附录B里面规定,浏览器的实现可以不遵守上面的规定,有自己的行为方式

  • 允许在块级作用域内声明函数。
  • 函数声明类似于var,即会提升到全局作用域或函数作用域的头部。
  • 同时,函数声明还会提升到所在的块级作用域的头部。

注意,上面三条规则只对ES6的浏览器实现有效,其他环境的实现不用遵守,还是将块级作用域的函数声明当作let处理。

前面那段代码,在 Chrome 环境下运行会报错。

// ES6的浏览器环境
function f() { console.log('I am outside!'); }
(function () {
  if (false) {
    // 重复声明一次函数f
    function f() { console.log('I am inside!'); }
  }

  f();
}());
// Uncaught TypeError: f is not a function

上面的代码报错,是因为实际运行的是下面的代码。

// ES6的浏览器环境
function f() { console.log('I am outside!'); }
(function () {
  var f = undefined;
  if (false) {
    function f() { console.log('I am inside!'); }
  }

  f();
}());
// Uncaught TypeError: f is not a function

考虑到环境导致的行为差异太大,应该避免在块级作用域内声明函数。如果确实需要,也应该写成函数表达式,而不是函数声明语句。

// 函数声明语句
{
  let a = 'secret';
  function f() {
    return a;
  }
}

// 函数表达式
{
  let a = 'secret';
  let f = function () {
    return a;
  };
}

另外,还有一个需要注意的地方。ES6的块级作用域允许声明函数的规则,只在使用大括号的情况下成立,如果没有使用大括号,就会报错。

// 不报错
'use strict';
if (true) {
  function f() {}
}

// 报错
'use strict';
if (true)
  function f() {}

do 表达式

本质上,块级作用域是一个语句,将多个操作封装在一起,没有返回值。

{
  let t = f();
  t = t * t + 1;
}

上面代码中,块级作用域将两个语句封装在一起。但是,在块级作用域以外,没有办法得到t的值,因为块级作用域不返回值,除非t是全局变量。

现在有一个提案,使得块级作用域可以变为表达式,也就是说可以返回值,办法就是在块级作用域之前加上do,使它变为do表达式。

let x = do {
  let t = f();
  t * t + 1;
};

上面代码中,变量x会得到整个块级作用域的返回值。

const命令

const声明一个只读的常量。一旦声明,常量的值就不能改变。

const PI = 3.1415;
PI // 3.1415

PI = 3;
// TypeError: Assignment to constant variable.

上面代码表明改变常量的值会报错。

const声明的变量不得改变值,这意味着,const一旦声明变量,就必须立即初始化,不能留到以后赋值。

const foo;
// SyntaxError: Missing initializer in const declaration

上面代码表示,对于const来说,只声明不赋值,就会报错。

const的作用域与let命令相同:只在声明所在的块级作用域内有效。

if (true) {
  const MAX = 5;
}

MAX // Uncaught ReferenceError: MAX is not defined

const命令声明的常量也是不提升,同样存在暂时性死区,只能在声明的位置后面使用。

if (true) {
  console.log(MAX); // ReferenceError
  const MAX = 5;
}

上面代码在常量MAX声明之前就调用,结果报错。

const声明的常量,也与let一样不可重复声明。

var message = "Hello!";
let age = 25;

// 以下两行都会报错
const message = "Goodbye!";
const age = 30;

对于复合类型的变量,变量名不指向数据,而是指向数据所在的地址。const命令只是保证变量名指向的地址不变,并不保证该地址的数据不变,所以将一个对象声明为常量必须非常小心。

const foo = {};
foo.prop = 123;

foo.prop
// 123

foo = {}; // TypeError: "foo" is read-only

上面代码中,常量foo储存的是一个地址,这个地址指向一个对象。不可变的只是这个地址,即不能把foo指向另一个地址,但对象本身是可变的,所以依然可以为其添加新属性。

下面是另一个例子。

const a = [];
a.push('Hello'); // 可执行
a.length = 0;    // 可执行
a = ['Dave'];    // 报错

上面代码中,常量a是一个数组,这个数组本身是可写的,但是如果将另一个数组赋值给a,就会报错。

如果真的想将对象冻结,应该使用Object.freeze方法。

const foo = Object.freeze({});

// 常规模式时,下面一行不起作用;
// 严格模式时,该行会报错
foo.prop = 123;

上面代码中,常量foo指向一个冻结的对象,所以添加新属性不起作用,严格模式时还会报错。

除了将对象本身冻结,对象的属性也应该冻结。下面是一个将对象彻底冻结的函数。

var constantize = (obj) => {
  Object.freeze(obj);
  Object.keys(obj).forEach( (key, value) => {
    if ( typeof obj[key] === 'object' ) {
      constantize( obj[key] );
    }
  });
};

ES5只有两种声明变量的方法:var命令和function命令。ES6除了添加letconst命令,后面章节还会提到,另外两种声明变量的方法:import命令和class命令。所以,ES6一共有6种声明变量的方法。

顶层对象的属性

顶层对象,在浏览器环境指的是window对象,在Node指的是global对象。ES5之中,顶层对象的属性与全局变量是等价的。

window.a = 1;
a // 1

a = 2;
window.a // 2

上面代码中,顶层对象的属性赋值与全局变量的赋值,是同一件事。

顶层对象的属性与全局变量挂钩,被认为是JavaScript语言最大的设计败笔之一。这样的设计带来了几个很大的问题,首先是没法在编译时就报出变量未声明的错误,只有运行时才能知道(因为全局变量可能是顶层对象的属性创造的,而属性的创造是动态的);其次,程序员很容易不知不觉地就创建了全局变量(比如打字出错);最后,顶层对象的属性是到处可以读写的,这非常不利于模块化编程。另一方面,window对象有实体含义,指的是浏览器的窗口对象,顶层对象是一个有实体含义的对象,也是不合适的。

ES6为了改变这一点,一方面规定,为了保持兼容性,var命令和function命令声明的全局变量,依旧是顶层对象的属性;另一方面规定,let命令、const命令、class命令声明的全局变量,不属于顶层对象的属性。也就是说,从ES6开始,全局变量将逐步与顶层对象的属性脱钩。

var a = 1;
// 如果在Node的REPL环境,可以写成global.a
// 或者采用通用方法,写成this.a
window.a // 1

let b = 1;
window.b // undefined

上面代码中,全局变量avar命令声明,所以它是顶层对象的属性;全局变量blet命令声明,所以它不是顶层对象的属性,返回undefined

global 对象

ES5的顶层对象,本身也是一个问题,因为它在各种实现里面是不统一的。

  • 浏览器里面,顶层对象是window,但 Node 和 Web Worker 没有window
  • 浏览器和 Web Worker 里面,self也指向顶层对象,但是Node没有self
  • Node 里面,顶层对象是global,但其他环境都不支持。

同一段代码为了能够在各种环境,都能取到顶层对象,现在一般是使用this变量,但是有局限性。

  • 全局环境中,this会返回顶层对象。但是,Node模块和ES6模块中,this返回的是当前模块。
  • 函数里面的this,如果函数不是作为对象的方法运行,而是单纯作为函数运行,this会指向顶层对象。但是,严格模式下,这时this会返回undefined
  • 不管是严格模式,还是普通模式,new Function('return this')(),总是会返回全局对象。但是,如果浏览器用了CSP(Content Security Policy,内容安全政策),那么evalnew Function这些方法都可能无法使用。

综上所述,很难找到一种方法,可以在所有情况下,都取到顶层对象。下面是两种勉强可以使用的方法。

// 方法一
(typeof window !== 'undefined'
   ? window
   : (typeof process === 'object' &&
      typeof require === 'function' &&
      typeof global === 'object')
     ? global
     : this);

// 方法二
var getGlobal = function () {
  if (typeof self !== 'undefined') { return self; }
  if (typeof window !== 'undefined') { return window; }
  if (typeof global !== 'undefined') { return global; }
  throw new Error('unable to locate global object');
};

现在有一个提案,在语言标准的层面,引入global作为顶层对象。也就是说,在所有环境下,global都是存在的,都可以从它拿到顶层对象。

垫片库system.global模拟了这个提案,可以在所有环境拿到global

// CommonJS的写法
require('system.global/shim')();

// ES6模块的写法
import shim from 'system.global/shim'; shim();

上面代码可以保证各种环境里面,global对象都是存在的。

// CommonJS的写法
var global = require('system.global')();

// ES6模块的写法
import getGlobal from 'system.global';
const global = getGlobal();

上面代码将顶层对象放入变量global

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