let 和 const 命令

1. let 命令

1.）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

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

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

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

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。

2）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;

3）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。

ES6 明确规定，如果区块中存在let和const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;

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"

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 Uncaught ReferenceError: Cannot access 'y' before initialization

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]

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

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。

4）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;
}

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

2. 块级作用域

1）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。

  1. 内层变量可能会覆盖外层变量。

var tmp = 'hello';

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

f(); // undefined

  1. 用来计数的循环变量泄露为全局变量。

var tmp = 'hello';

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

console.log(i); // 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
};

内层作用域可以定义外层作用域的同名变量。

{
  let insane = 'Hello';
  {let insane = '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。

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

// 块级作用域写法
{
  let tmp = ...;
  ...
}

2）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。

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

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

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？

// 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

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。

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

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;
  };
}

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;
}

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() {}

3. const 命令

1）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.

const一旦声明变量，就必须立即初始化，不能留到以后赋值。只声明不赋值，就会报错。

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

除了不可改变值，其他用法和let相似

3）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

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。

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;

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] );
    }
  });
};

4. 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

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：

  • 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）。

  • 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）。

  • 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。

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

5. 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eval、new Function这些方法都可能无法使用。

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。

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