# 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
    
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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
    
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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
    
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上面代码中,变量ivar命令声明的,在全局范围内都有效,所以全局只有一个变量i。每一次循环,变量i的值都会发生改变,而循环内被赋给数组a的函数内部的console.log(i),里面的i指向的就是全局的i。也就是说,所有数组a的成员里面的i,指向的都是同一个i,导致运行时输出的是最后一轮的i的值,也就是 10。

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
    
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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。你可能会问,如果每一轮循环的变量i都是重新声明的,那它怎么知道上一轮循环的值,从而计算出本轮循环的值?这是因为 JavaScript 引擎内部会记住上一轮循环的值,初始化本轮的变量i时,就在上一轮循环的基础上进行计算。

另外,for循环还有一个特别之处,就是设置循环变量的那部分是一个父作用域,而循环体内部是一个单独的子作用域。


    for (let i = 0; i < 3; i++) {
      let i = 'abc';
      console.log(i);
    }
    // abc
    // abc
    // abc
    
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上面代码正确运行,输出了 3 次abc。这表明函数内部的变量i与循环变量i不在同一个作用域,有各自单独的作用域。

# 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。


    // 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;
    
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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;
    }
    
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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
    }
    
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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;
    
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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"
    
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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
    
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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]
    
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另外,下面的代码也会报错,与var的行为不同。


    // 不报错
    var x = x;
    
    // 报错
    let x = x;
    // ReferenceError: x is not defined
    
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上面代码报错,也是因为暂时性死区。使用let声明变量时,只要变量在还没有声明完成前使用,就会报错。上面这行就属于这个情况,在变量x的声明语句还没有执行完成前,就去取x的值,导致报错”x 未定义“。

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 func() {
      let a = 10;
      var a = 1;
    }
    
    // 报错
    function func() {
      let a = 10;
      let a = 1;
    }
    
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因此,不能在函数内部重新声明参数。


    function func(arg) {
      let arg;
    }
    func() // 报错
    
    function func(arg) {
      {
        let arg;
      }
    }
    func() // 不报错
    
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# 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
    
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上面代码的原意是,if代码块的外部使用外层的tmp变量,内部使用内层的tmp变量。但是,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
    
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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
    }
    
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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。如果两次都使用var定义变量n,最后输出的值才是 10。

ES6 允许块级作用域的任意嵌套。


    {{{{
      {let insane = 'Hello World'}
      console.log(insane); // 报错
    }}}};
    
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上面代码使用了一个五层的块级作用域,每一层都是一个单独的作用域。第四层作用域无法读取第五层作用域的内部变量。

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'}
    }}}};
    
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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。


    // IIFE 写法
    (function () {
      var tmp = ...;
      ...
    }());
    
    // 块级作用域写法
    {
      let tmp = ...;
      ...
    }
    
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# 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?这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) {
      // ...
    }
    
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上面两种函数声明,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。

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。


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


    // 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
    
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上面的代码在 ES6 浏览器中,都会报错。

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。


    // 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
    
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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。


    // 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;
      };
    }
    
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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。


    // 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;
    }
    
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上面代码中,第一种写法没有大括号,所以不存在块级作用域,而let只能出现在当前作用域的顶层,所以报错。第二种写法有大括号,所以块级作用域成立。

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。


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

# 基本用法

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.
    
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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
    
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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
    
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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;
    }
    
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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;
    
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# 本质

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。


    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
    
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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
    
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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;
    
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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, i) => {
        if ( typeof obj[key] === 'object' ) {
          constantize( obj[key] );
        }
      });
    };
    
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# 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,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
    
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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
    
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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

# 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,内容安全策略),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');
    };
    
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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