转行学前端的第 30 天 : 了解 ECMAScript 变量声明前置知识

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我是小又又,住在武汉,做了两年新媒体,准备用 6 个月时间转行前端。

今日学习目标


昨天基于一些页面搜索,学习了《JavaScirpt 高级程序设计》(第三版)  第 3 章节中的 3.6 语句。所以,今天主要是基于搜索来仔细学习变量声明的前置知识,又是适合学习的一天,加油,小又又!!!!


今日学习概要

变量声明可以使用var,letconst,那为何会有三种声明方式呢?

  • 块级作用域
    • 为什么需要?
    • ES6 的块级作用域
    • 与函数声明相关
  • 作用域提升
    • 变量提升
    • 函数提升
  • 暂时性死区
  • ES6 声明变量
  • 顶层对象
  • 顶层对象的属性

块级作用域

为什么需要?

ES5 只有全局作用域函数作用域,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

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

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
}

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

上面代码使用了一个五层的块级作用域。


{{{{{let insane = 'Hello World'}}}}};

外层作用域无法读取内层作用域的变量。


{
  {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 World';
  {let insane = 'Hello World'}
};

块级作用域的出现,实际上使得获得广泛应用的立即执行函数表达式(IIFE)不再必要了。


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

// 块级作用域写法
{
  let tmp = ...;
  ...
}

与函数声明相关

ES5中函数声明

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。


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中函数声明

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。


// 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

符合 ES6 的浏览器中运行,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?

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

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


ES6中在块级作用域内声明函数规则

  • 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。

考虑到环境导致的行为差异太大,应该避免在块级作用域声明函数。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


块级作用域中函数声明需要使用大括号

ES6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() {}

作用域提升

我们知道ES6之前没有块级作用域,只有全局作用域函数作用域

JS在执行脚本之前会先解析代码,在解析的时候会创建一个全局执行上下文,并将其中的变量函数都先拿出来,并给它们提前在内存中开辟好空间,变量暂时赋值为undefined函数则会提前声明,整个存储在内存中,这一步做完了再正式执行程序。

函数在执行的时候同理,也会先解析代码,创建一个函数执行上下文,将其中的变量函数提前准备好。

console.log(a); // undefined
var a = 1;
test(); // test is running
function test(){
  console.log('test is running')
}
b=2;

所以,当执行console.log(a)的时候,JS解析器已经提前把a定义好并赋值为undefined。可以在函数定义前就调用。

变量提升

我们在使用变量函数的时候,理解什么时候被初始化值的是至关重要。

变量提升是指在声明一个变量之前就使用了变量,在全局作用域中,只有使用var关键字声明变量才会变量提升变量提升的时候浏览器只知道有这么一个变量

但你下面定义的值还没有赋值给这个变量,这时候·的值是undefined的,等到浏览器执行到下面的代码的时候才是一个赋值的过程。

所以变量提升的时候没有初始化值。用var声明变量的时候会给window增加一个相同变量名属性,所以你也可以通过属性名的方式获取这个变量的值,当没有使用任何关键字声明时,只是给一个变量赋值时,变量也相当于给window增加一个相同变量名属性

函数提升

定义一个函数可以使用函数声明函数表达式,这两种方式在提升的时候也是有区别的,函数声明会提升到作用域顶部,在提升的时候会分配一个内存空间变量指向这个函数的内存空间

所以在定义一个函数之前是可以执行这个函数的,函数声明的方式定义函数会提升。而函数表达式就跟变量提升,仅仅只是声明,并没有给其赋值


// 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;
  };
}

暂时性死区

暂时性死区(temporal dead zone,简称 TDZ),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。

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,才可以获取使用变量

ES6 规定暂时性死区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。

ES6 声明变量

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

ES5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 NodeWeb 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 CSPContent 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');
};

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 的写法
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


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

上面代码中,顶层对象属性赋值与全局变量赋值,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function命令声明的全局变量,依旧是顶层对象属性

另一方面规定,let命令const命令class命令声明的全局变量,不属于顶层对象属性

也就是说,从 ES6 开始,全局变量将逐步与顶层对象属性脱钩。

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

上面代码中,全局变量avar命令声明,所以它是顶层对象属性

全局变量blet命令声明,所以它不是顶层对象属性,返回undefined


今日学习总结


今日心情


今日主要是基于搜索来仔细学习变量声明的相关前置知识,部分内容来自于 ES6 入门教程,感受到变量声明的注意事项,感觉很不错,希望明天学习到更多东西~~~~

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