ECMAScript 6之块级作用域

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ES5 中的作用域

• 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(){
        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，在 ES5 中作用域依附于对象/函数存在，如果需要创建一个单独作用域，那么必须创建一个对象或函数。

但是会有很多人疑问：在 ES5 中像 if\for\while\do...while\switch 等也会有 {} 这不能创建一个作用域吗？，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。代码描述为：

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 3 而 arr[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

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

我们不得不实现一个独立的作用域来锁住 i 的值，第一种方式为 i 创建了一个函数作用域，第二种则是直接将 i 放在了 setTimeout 的函数作用域中。总而言之，我们不能在 for 循环中直接使用 i。

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：

let arr = ['a', 'b', 'c'];
let 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); // 由于变量提升，输出undefined
console.log(bar); // 不存在变量提升，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 let 或 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。

typeof 常被我们用来判断变量的类型，因为 var 声明会变量提升，所以在 let 出现之前， typeof 可以认为是一个不会报错的行为（最多被判断为 undefined），但是如果在 let 变量声明前使用 typeof 判断变量，就会报错。

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。

一个比较隐蔽的 死区：

// 默认值
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) {
    // 报错
    let arg
}

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

块级作用域的作用

ES5 中只用全局作用和函数/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 let 和 var ，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 let 和 var 的区别，在这里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 ES5 与 ES6 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();
}());
// console: I am inside!

//而在ES6中则是这样
function f() {
    console.log('I am outside!')
}

(function () {
  f();
}());
// console: I am outside!

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。

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。

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，内存地址发生变化

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。