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let和const

let和const

let 和 const

let 和 const

let

基本

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。var 声明的是全局变量
for 循环的计数器,就很合适使用 let 命令:

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

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

不存在变量提升

var 命令会发生 “ 变量提升 “ 现象,即变量可以在声明之前使用,值为 undefined。这种现象多多少少是有些奇怪的,按照一般的逻辑,变量应该在声明语句之后才可以使用。
为了纠正这种现象,let 命令改变了语法行为,它所声明的变量一定要在声明后使用,否则报错。

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// var 的情况
console.log(foo); // 输出undefined
var foo = 2;

// let 的情况
console.log(bar); // 报错ReferenceError
let bar = 2;

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。

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var tmp = 123;

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

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。
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)。

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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
}

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。

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typeof x; // ReferenceError
let x;

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

如果一个变量根本没有被声明,使用 typeof 反而不会报错。

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typeof undeclared_variable // "undefined"

在没有 let 之前,typeof 运算符是百分之百安全的,永远不会报错

ES6 规定暂时性死区和 let、const 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。

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

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

因此,不能在函数内部重新声明参数。

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

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

块级作用域

ES6 的块级作用域

let 实际上为 JavaScript 新增了块级作用域。

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

ES6 允许块级作用域的任意嵌套。

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\{\{\{\{
  \{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。

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\{\{\{\{
  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匿名立即执行函数表达式(匿名 IIFE)不再必要了。

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// 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

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:

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

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

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 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:

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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();
}());

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:

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// ES5 环境
function f() { console.log('I am outside!'); }

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

ES6 就完全不一样了,理论上会得到 “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。但是,如果你真的在 ES6 浏览器中运行一下上面的代码,是会报错的,这是为什么呢?

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// 浏览器的 ES6 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

原来,如果改变了块级作用域内声明的函数的处理规则,显然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。
根据这三条规则,浏览器的 ES6 环境中,块级作用域内声明的函数,行为类似于 var 声明的变量。上面的例子实际运行的代码如下:

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// 浏览器的 ES6 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。

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// 块级作用域内部的函数声明语句,建议不要使用
{
  let a = 'secret';
  function f() {
    return a;
  }
}

// 块级作用域内部,优先使用函数表达式
{
  let a = 'secret';
  let f = function () {
    return a;
  };
}

另外,还有一个需要注意的地方。ES6 的块级作用域必须有大括号,如果没有大括号,JavaScript 引擎就认为不存在块级作用域。

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// 第一种写法,报错
if (true) let x = 1;

// 第二种写法,不报错
if (true) {
  let x = 1;
}

函数声明也是如此,严格模式下,函数只能声明在当前作用域的顶层。

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

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

const

const 声明一个只读的常量。一旦声明,常量的值就不能改变。

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const PI = 3.1415;
PI // 3.1415

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

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。

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

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。

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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。

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

const 声明的常量,也与 let 一样不可重复声明。

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

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

const 本质

和 Java 的 final 很类似。
const 实际上保证的,并不是变量的值不得改动,而是变量指向的那个内存地址所保存的数据不得改动:

  • 对于简单类型的数据(数值、字符串、布尔值),值就保存在变量指向的那个内存地址,因此等同于常量。
  • 但对于复合类型的数据(主要是对象和数组),变量指向的内存地址,保存的只是一个指向实际数据的指针,const 只能保证这个指针是固定的(即总是指向另一个固定的地址),至于它指向的数据结构是不是可变的,就完全不能控制了。因此,将一个对象声明为常量必须非常小心。
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const foo = {};

// 为 foo 添加一个属性,可以成功
foo.prop = 123;
foo.prop // 123

// 将 foo 指向另一个对象,就会报错
foo = {}; // TypeError: "foo" is read-only

如果真的想将对象冻结,应该使用 Object.freeze 方法。

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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;
// 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。

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

ES6 声明变量的六种方法

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,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。

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window.a = 1;
a // 1

a = 2;
window.a // 2

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:

  • 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。

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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

globalThis 对象

JavaScript 语言存在一个顶层对象,它提供全局环境(即全局作用域),所有代码都是在这个环境中运行。但是,顶层对象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 关键字,但是有局限性:

  • 全局环境中,this 会返回顶层对象。但是,Node.js 模块中 this 返回的是当前模块,ES6 模块中 this 返回的是 undefined。
  • 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,内容安全策略),那么 eval、new 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:

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Explain
// 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');
};

ES2020 在语言标准的层面,引入 globalThis 作为顶层对象。也就是说,任何环境下,globalThis 都是存在的,都可以从它拿到顶层对象,指向全局环境下的 this。
垫片库 global-this 模拟了这个提案,可以在所有环境拿到 globalThis

本文由作者按照 CC BY 4.0 进行授权