/ ECMAScript6

ECMAScript 6之块级作用域

标签: ECMAScript 6 javaScript

作用域在 ES5 中

块级作用域:简单的来说就是 {} 的作用域,在块级作用域出现之前,js 中的作用域有如下几种:

  • function 作用域(被 function 包含的作用域,不管是函数表达式、函数声明或是用 function 创建对象)
var fun = function(){var a = 12;return a};
console.log(a)
//ReferenceError: a is not defined
console.log(fun())
//12
//a在fun这个函数的作用域内才能被访问
  • 对象级别的作用域(通过声明一个 js 对象来实现一个作用域)
var obj = {a:12,fun:function(){return this.a}};
console.log(a);
//ReferenceError: a is not defined
console.log(obj.fun());
//12
//a在obj这个对象的作用域内才能被访问

总的来说,其实 function 也是一个对象,所以可以这么说:ES5 中只有一种作用域,对象级别的作用域。

但是会有很多人疑问像 if\for\while\do...while\switch 等也会有 {} 这不能创建一个作用域么,其实在严格模式下时在这里面的有些声明变量是不允许的(通俗的讲就是错的),而目前绝大多数的浏览器都是可以用的原因,只是浏览器放宽了要求罢了。

大概描述了下 ES5 中的作用域,那就该介绍了主角了:块级作用域。

块级作用域

在具体的描述之前,想象一个场景:有一个数组,遍历这个数组,取得数组的值,然后根据该值有一个异步的调用。用代码来描述就为:

var arr = ['a','b','c'];
for(var i = 0,len = arr.length;i<len;i++){
    setTimeout(function(){
        console.log(arr[i])
    },500)
}

看到这里,有人一定会说代码写错了,当然如果你觉得没错,可以打开浏览器试试,看看输出什么结果。由于异步调用并不会立即执行,并且 {} 并不能保证一个独立的作用域,因此当异步执行时,i 的值为 3arr[3] 就为 undefined 。正确的代码如下:

var arr = ['a','b','c'];
for(var i = 0,len = arr.length;i<len;i++){
    (function(index){
        setTimeout(function(){
            console.log(arr[index])
        },500)
    })(i)
}
//console: a b c

我们不得不实现一个独立的作用域来锁住 i 的值,以上就是通过一个函数来实现。

好了,现在了解了 ES5 中作用的局限后,我们来看看 ES6 中,是想上面同样的效果需要怎么写:

var arr = ['a','b','c'];
var len = arr.length;
for(let i = 0; i<len; i++){
    setTimeout(function(){
        console.log(arr[i])
    },500)
}
//console: a b c

是不是觉得出人意料的简单!

在实现 ES6 的浏览器贴入以上代码就能正确执行,同样的我们锁住了 i 的值(或是说将 {} 变成了一个作用域),这里面有一个新的关键字:let 。这个关键字就实现了块级作用域,只在 {} 内有效。ES6 为了兼容 ES5 的语法习惯,并没有去改变 var 声明的效果,所以有了这个 let 关键字。好了,下面就正式来聊聊这个块级作用域。

ES6 新增了 let 命令,用于变量声明。用法类似于 var ,但是 let 声明的变量只在 let 所在的 {} 内有效。

{
    let a = 1;
    var b = 2;
}
a // ReferenceError: a is not defined.
b // 2

文章刚开始的例子就能体现出这个效果,由于 let 声明的变量只在每一个 for 循环的 {} 中有效,而 var 声明的变量由于 {} 不是 var 变量的作用域范围,就相当于 var 变量声明在 for 循环外,循环是用的是同一个 var 变量,导致意外的结果。

let

不存在变量提升

let 不会像 var 发生变量提升,所以变量的使用一定要在声明之后。

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

var foo = 2;
let bar = 2;

暂时性死区(temporal dead zone,简称TDZ)

只要块级作用域内存在 let 命令,即使外部有该变量的声明,也不会有效。

var tmp = 123;

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

注: 例子同时表现了两点:不存在变量提升和暂时性死区

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。所以在 let 声明变量之前,该变量都是不可用的。这就照成了 typeof 不再是一个百分百的安全操作(因为 var 声明会变量提升所以不存在暂时性死区这一说法)。

但是有一点比较独特:假设一个变量根本就没声明呢?

typeof undeclared_variable // "undefined"

反而是 undefined 了,是不是默认变量都是 var 变量??不过这也说明了一点:在 let 出来之前 typeof 是绝对安全的。

比较隐蔽的 死区

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

bar(); // 报错

//等价于
{
    let x = y; // ReferenceError
    let y = 2;
}
//y被 let 锁住了块作用域开始到 y 声明之前都是死区。

//这样就不会报错了
function bar(x = 2, y = x) {
  return [x, y];
}
bar(); // [2, 2]

注: 参数括号中的写法是 ES6 中给函数参数设置默认值的方式,= 之后的就为默认值。在 ES6 中参数的的效果和 let 声明一样,会有死区的出现。

ES6 规定暂时性死区和不存在变量提升,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

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

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

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

function func(arg) {
  {
    let arg; // 不报错 一个新的作用域
  }
}

块级作用域的作用

ES5 中只用全局作用和对象作用域,这就会带来很多不合理的效果。

  • 内存变量覆盖外层变量
var tmp = new Date();

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

f(); // undefined

由于变量的提升,覆盖了外层变量。

  • 用来循环计数的变量泄露
var s = 'hello';

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

console.log(i); // 5

i 的功能其实只是计数而已,在 for 循环外应该不可见,但是它泄露了,而使用 let 就可以避免这个问题。

块级作用域与函数声明

讨论完了 letvar ,还有一个在 js 常用的东西: function !!!这就比较复杂了。
首先函数有两种形式:

  • 函数声明语句
    function f() {
        return 1;
    }
  • 函数表达式
    let a = function f() {
        return 1;
    }

第二种形式在这里不过多的讨论,因为是赋值形式,所以它遵循的 letvar 的区别,在这里我也推荐尽量使用函数表达式的形式来书写函数。

下面就来好好讨论下函数声明语句,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。以下的写法都是非法的。当然浏览器允许,但是声明了严格模式也是不允许的。

// 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。并且 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。以下代码显示了 ES5ES6 的区别:

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();
}());

//在ES5中就和以下代码一样
function f() { console.log('I am outside!'); }
(function () {
  function f() { console.log('I am inside!'); }
  if (false) {
  }
  f();
}());

//而在ES6中则是这样
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。(如果真和 let 一样了那死区怎么办,以前的代码中大多数都是函数声明啊,想写在哪里就写在哪里。我以后还是老老实实用函数表达式了。)主要允许的行为为:

  • 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。天哪!!这下子函数不能随便声明了。

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。和 let 命令类似,唯一不同的是 const 命令不能更改变量的值。同时,这也意味着, 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

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。所以只要保证该地址的数据不变,是可以更改对象内的内容的。这就好比你有一瓶雪碧,这瓶雪碧里有多少的量,它都只属于你。

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

全局对象的属性

全局对象是最顶层的对象,在浏览器环境指的是 window 对象,在 Node.js 指的是 global 对象。 ES5 之中,全局对象的属性与全局变量是等价的,用 var 声明的变量,未声明直接使用的变量,都是全局对象下的一个属性。而在 ES6 中,为了保持兼容性, var 命令和 function 命令声明的全局变量,依旧是全局对象的属性,而 let 命令、 const 命令、 class 命令声明的全局变量,不属于全局对象的属性。

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

这貌似能解决了

typeof undeclared_variable // "undefined"

这种形式下为什么是undefined了,全局对象下的一个属性,没有当然是undefined了。

注: 上面的例子大多数来自 《ECMAScript 6入门》这本书。