ES6学习笔记:let和const命令

1.let命令

基本用法

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。

例子:

{
  let a = 10;
  var b = 20;
}

console.log(a);  // 报错:Uncaught ReferenceError: a is not defined

console.log(b); // 20

上面在代码块中分别用letvar声明了两个变量,结果let声明的变量报错,var声明的变量返回了正确的值。这说明了let声明的变量只在它所在的代码块内有效。

for循环的计数器就很适合用let命令。

例子:

for (let i = 0; i < 10; i++) {
  // ...
}
console.log(i); // 报错:Uncaught ReferenceError: i is not defined

上面的代码中,i只在for循环体内有效,在循环体外引用就会报错。

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。

例子:

for (let i = 0; i < 3; i++) {
  let i = 'abc';
  console.log(i);
}

// abc
// abc
// abc

上面的代码正确运行,输出了3次abc,这表明循环体内部的变量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,返回的值是undefined。按照一般的逻辑,变量应该在声明语句之后才可以使用。

为了改变这种现象,let命令改变了语法行为,它所声明的变量一定要在声明后才可以使用。

例子:

console.log(bar);
var bar = 0;

// 上面的代码执行后会输出:undefined

console.log(foo);
let foo = 1;

// 上面的代码执行后会报错:Uncaught ReferenceError: foo is not defined

上面代码中,变量barvar命令声明,会发生变量提升,即脚本开始运行时,变量bar已经存在了,只是没有值,所以会输出undefined;变量foolet命令声明,不会发生变量提升。这表明在声明它之前,变量foo是不存在的,所以这时候如果用到它,就会报变量未定义的错误。

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”这个区域,不再受外部的影响。

例子:

let tmp = "123";

if (true) {
  tmp = "abc";  // 报错:ReferenceError: tmp is not defined
  let tmp;
}

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

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。

例子:

if (true) {
    // TDZ开始
    tmp = 'abc';  // ReferenceError: tmp is not defined
    console.log(tmp);  // ReferenceError: tmp is not defined

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

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

"暂时性死区"也就意味着typeof不再是一个百分百安全的操作。

例子:

typeof x;  // 报错:Uncaught ReferenceError: x is not defined
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,所以typeof运行时就报错了。

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。

例子:

typeof undefined_variable; // undefined
这样的设计是为了让大家养成良好的编程习惯,变量一定要声明之后再使用,否则就会报错。

有些“死区”比较隐蔽,不太容易发现。

例子:

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

bar(); // 报错:Uncaught ReferenceError: y is not defined

上面代码中,调用bar函数之所以报错,是因为参数x的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的默认值等于x,就不会报错,因为此时x已经声明了。

例子:

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

bar(); // [2, 2]

另外,下面的代码也会报错,与var的行为不同。

var x = x;  // 不报错

let x = x; // 报错:Uncaught ReferenceError: x is not defined

上面的代码报错,也是因为“暂时性死区”。在变量x的声明语句还没执行完成前,就去取x的值,导致报错。

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。

例子:

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

func(); // 报错:Uncaught SyntaxError: Identifier 'a' has already been declared

function func() {
  let a = 10;
  let a = 20;
}

func(); // 报错:Uncaught SyntaxError: Identifier 'a' has already been declared

因此,不能在函数内部重新声明参数。

例子:

function func(arg) {
  let arg;
}

func(); // 报错:Uncaught SyntaxError: Identifier 'arg' has already been declared

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

func(); // 不会报错

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,这样带来很多不合理的场景。

第一种场景:内层变量可能覆盖外层变量

例子:

var tmp = new Date();
function f() {
    console.log(tmp);

    if (false) {
        var tmp = 'hello world';
    }
}
f();  // undefined

上面代码的意思是: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,结果为undefined,原因在于变量提升,导致内层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。

例子:

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

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,而是泄露成了全局变量。

ES6的块级作用域

let实际上为JavaScript新增了块级作用域。

例子:

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

上面的函数有两个代码块,都声明了变量n,运行后输出10。这说外层代码不受内层代码的影响。

如果两次都使用var来定义变量n,最后输出的值才是5。

ES6允许块级作用域的任意嵌套。

例子:

{{{{{ let insane = 'hello world'; }}}}}

上面的代码使用了一个五层的作用域。外层作用域无法读取内层作用域的变量。

例子:

{{{{ 
    { let insane = 'hello world'; }
    console.log(insane);  // 报错:Uncaught ReferenceError: insane is not defined
}}}}

内层作用域可以定义外层作用域的同名变量。

例子:

{{{{ 
    let insane = 'hellow world';
    { let insane = 'hello world'; }
}}}}

块级作用域的出现使得广泛应用的立即执行函数表达式(IIFE)不再必要了。

例子:

// 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内声明,不能在块级作用域声明。

例子:

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

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

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。

例子:

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 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?

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,在浏览器的 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。

// 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

上面的代码在符合 ES6 的浏览器中,都会报错,因为实际运行的是下面的代码。

// 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。

// 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() {}

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。

例子:

const PI = 3.1415;

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

上面的代码说明:改变常量的值会报错。

const声明的变量不能改变值,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。

例子:

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

上面的代码表示: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。

例子:

if (true) {
    const MAX = 5;
}
console.log(MAX);  // 报错:Uncaught ReferenceError: MAX is not defined

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

例子:

if (true) {
    console.log(MAX); // 报错:Uncaught ReferenceError: MAX is not defined
    const MAX = 5;
}

上面代码说明:在常量MAX声明之前就调用,结果报错。

const声明的常量,也与let命令一样,不能重复声明。

例子:

var msg = 'hello world';
let age = 30;

// 以下两行都会报错
const msg = 'hello';
const age = 30; 

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(变量,字符串,布尔值),值就保存在变量所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(主要是对象跟数组),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。

例子:

const foo = {};

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

// 将foo指向另一个对象,就会报错
foo = {}; //报错:Uncaught TypeError: Assignment to constant variable.

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属性。

再看一个例子:

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

上面代码中,将常量foo指向一个冻结的对象,所以新添加属性不起作用,严格模式下还会报错。

除了将对象本身冻结,对象的属性也可以冻结。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] );
    }
  });
};

ES6声明变量的6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,还有另外两种声明变量的方法:import命令和class命令。

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。

例子:

window.a = 1;
console.log(a);  // 1

a = 2;
console.log(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:

  • 首先是没办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)
  • 程序员很容易不知不觉就创建了全局变量(比如打字出错)
  • 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
  • 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。

例子:

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,this.a
window.a; // 1

let b = 1;
window.b; // 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,都能取到顶层对象。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

本系列笔记源自阮一峰老师的《ECMAScript 6 入门》教程,感谢作者的无私奉献。