你并不了解 JavaScript:作用域与闭包 - 第二版
第五章:(并不)神秘的变量生命周期
现在,您应该对从全局作用域到程序的作用域链的嵌套有了一定的了解了。
但仅仅知道变量来自哪个作用域还只是管中窥豹。如果变量的声明出现在作用域的第一条语句之后,那么在声明之前对该标识符的任何引用将如何表现?如果在作用域中两次声明同一个变量会发生什么?
JS 的特殊词法作用域在变量如何以及何时出现并提供给程序使用方面有着丰富的细微差别。
何时可以使用变量?
变量在什么时候可以在其作用域内使用?答案似乎显而易见: 在变量被声明/创建之后。对吗?不尽然。
思考一下:
greeting();
// Hello!
function greeting() {
console.log("Hello!");
}
greeting();
// Hello!
function greeting() {
console.log("Hello!");
}
这段代码运行良好。您以前可能见过或写过类似的代码。但你是否想过它是如何或为什么能运行的?具体地说,为什么您可以从第 1 行开始访问标识符 greeting
(以检索和执行函数引用),尽管 greeting()
函数声明直到第 4 行才出现?
回顾第一章,所有标识符都在编译时注册到各自的作用域中。此外,每个标识符都是在其所属作用域的起始位置创建的,每次进入该作用域时。
最常用的术语是变量提升(hoisting) 变量从其外层作用域的起始位置开始可见,即使它的声明可能出现在作用域的更下面。
但仅仅是变量提升并不能完全回答这个问题。我们可以从作用域的开头看到一个名为 greeting
的标识符,但为什么我们可以在声明 greeting()
函数之前调用它呢?
换句话说,从作用域开始运行的那一刻起,变量 greeting
如何被赋值(函数引用)?答案是这是 function
声明的一个特殊特性,称为函数提升 (function hoisting)。当一个 function
声明的名称标识符被注册在其作用域的顶部时,它就会被自动初始化为该函数的引用。这就是为什么该函数可以在整个作用域中被调用!
一个关键的细节是函数提升和 var
声明的变量提升都将它们的名称标识符附加到最近的外层 function scope 中(如果没有,则附加到全局作用域),而不是块作用域。
注意: |
---|
带有 let 和 const 的声明仍然可以提升(参见本章后面关于 TDZ 的讨论)。但这两种声明形式附加于它们的外层块,而不是像 var 和 function 声明那样只附加于外层函数。更多信息请参阅第 6 章中的「块的作用域」。 |
提升: 声明 (Declaration) vs. 表达 (Expression)
函数提升仅适用于正式的函数声明(特别是那些出现在代码块之外的声明,参见第 6 章中的 "FiB"),不适用于函数表达式赋值。思考一下:
greeting();
// TypeError
var greeting = function greeting() {
console.log("Hello!");
};
greeting();
// TypeError
var greeting = function greeting() {
console.log("Hello!");
};
第 1 行 (greeting();
) 抛出了一个错误。但要注意的是抛出的是哪种错误。类型错误 (TypeError
) 意味着我们试图对一个不允许的值进行操作。根据你的 JS 环境,错误信息会类似于 "'undefined' is not a function" 或者更有用的说法是 "'greeting' is not a function"。
请注意,该错误并不是 ReferenceError
(引用错误)。JS 并没有告诉我们它无法在作用域中找到作为标识符的 greeting
。它是在告诉我们,虽然找到了 greeting
,但当时并没有函数引用。只有函数才能被调用,因此试图调用某个非函数值会导致错误。
但是,如果不是函数引用,greeting
又是什么呢?
除了被提升之外,使用 var
声明的变量在其作用域开始时也会被自动初始化为 undefined
,同样,在最近的外层函数或全局中。一旦初始化,它们就可以在整个作用域中被使用(赋值、检索等)。
因此,在第一行,greeting
已经存在,但它只保留了默认的undefined
值。直到第 4 行,greeting
才被分配了函数引用。
请注意这里的区别。函数声明被提升并初始化其为函数值(函数提升)。 var
声明的变量也被提升,然后自动初始化为 undefined
。随后对该变量的任何 function
表达式赋值都要等到运行时执行过程中处理该赋值时才会发生。
在这两种情况下,标识符的名称都会被提升。但除非标识符是在正式的 function
声明中创建的,否则在初始化时(作用域的开始)函数引用关联不会被处理。
变量提升
让我们再来看一个变量提升的例子:
greeting = "Hello!";
console.log(greeting);
// Hello!
var greeting = "Howdy!";
greeting = "Hello!";
console.log(greeting);
// Hello!
var greeting = "Howdy!";
虽然 greeting
在第 5 行才被声明,但它早在第 1 行就可以被赋值了。为什么?
这其中有两个必要的说明:
- 标识符被提升,
- 并从作用域的顶部自动初始化为
undefined
值。
注意: |
---|
使用这种变量提升可能会让人感觉不自然,许多读者可能会理所当然地希望在自己的程序中避免使用这种情况。但是,是否应该避免所有的提升(包括函数提升)呢?我们将在附录 A 中更详细地探讨关于提升的这些不同观点。 |
提升:又一个隐喻
第 2 章中有很多隐喻(用来说明作用域),但这里我们又要面对另一个隐喻:提升本身。与其说「提升」是 JS 引擎执行的一个具体执行步骤,不如将「提升」视为 JS 在执行前设置程序时所采取的各种行动的可视化。
提升的传统含义是什么?举起 (lifting):就像把重物向上提升一样,将任何标识符一直提升到作用域的顶部。通常的解释是,JS 引擎实际上会在执行前重写该程序,使其看起来更像这样:
var greeting; // 提升声明
greeting = "Hello!"; // 原来的第一行
console.log(greeting); // Hello!
greeting = "Howdy!"; // `var` 消失了!
var greeting; // 提升声明
greeting = "Hello!"; // 原来的第一行
console.log(greeting); // Hello!
greeting = "Howdy!"; // `var` 消失了!
提升(隐喻)建议 JS 在执行前对原始程序进行预处理并稍作重新排列,以便将所有声明移至各自作用域的顶部。此外,提升隐喻还断言,「函数」声明会被全部提升到每个作用域的顶部。思考一下:
studentName = "Suzy";
greeting();
// Hello Suzy!
function greeting() {
console.log(`Hello ${studentName}!`);
}
var studentName;
studentName = "Suzy";
greeting();
// Hello Suzy!
function greeting() {
console.log(`Hello ${studentName}!`);
}
var studentName;
提升隐喻的「规则」是提升函数声明,然后在所有函数之后紧接着提升变量。因此,「提升」的故事表明,JS 引擎会将程序重新编排,使其看起来像这样:
function greeting() {
console.log(`Hello ${studentName}!`);
}
var studentName;
studentName = "Suzy";
greeting();
// Hello Suzy!
function greeting() {
console.log(`Hello ${studentName}!`);
}
var studentName;
studentName = "Suzy";
greeting();
// Hello Suzy!
这种「提升」的隐喻很方便。它的好处在于,我们可以省去那些神奇的前瞻性预处理,将所有这些深埋在作用域中的声明以某种方式移动(提升)到顶部;我们只需将程序看作是由 JS 引擎自上而下地一次性执行的。
与第 1 章中关于两阶段处理的说法相比,单阶段处理无疑显得更加简单明了。
提升作为一种重新排序代码的机制可能是一种有吸引力的简化,但它并不准确。JS 引擎实际上并不会重新排列代码。它无法神奇地提前找到声明;准确找到声明以及程序中所有作用域边界的唯一方法是完全解析代码。
猜猜什么是解析?二相处理的第一阶段!没有什么神奇的脑力体操能绕过这一事实。
那么,如果「提升」这个词的隐喻(充其量)不准确,我们该如何处理这个词呢?我认为它仍然有用。事实上,甚至 TC39 的成员也经常使用它!但我认为我们不应该声称它是对源代码的实际重新编排。
警告: |
---|
不正确或不完整的心智模型往往看起来够用,因为它们偶尔会意外地带来正确的答案。但从长远来看,如果你的思维与 JS 引擎的工作方式不完全一致,就很难准确地分析和预测结果。 |
我断言,「提升」应该用来指编译时的操作,即每次进入变量的作用域时,生成运行时指令,以便在其作用域的起始位置自动注册该变量。
这是一个微妙而重要的转变,从作为运行时行为的提升转变为编译时任务中的适当位置。
重复声明?
如果在同一作用域中多次声明变量,你认为会发生什么情况?思考一下:
var studentName = "Frank";
console.log(studentName);
// Frank
var studentName;
console.log(studentName); // ???
var studentName = "Frank";
console.log(studentName);
// Frank
var studentName;
console.log(studentName); // ???
您希望打印出的第二条信息是什么?许多人认为第二个 var studentName
重新声明了变量(从而「重置」了变量),因此他们认为会打印出 undefined
。
但在同一作用域中是否存在「重新声明」变量的情况呢?没有。
如果从提升隐喻的角度来考虑这个程序,为了执行的目的,代码可以这样重新编排:
var studentName;
var studentName; // 显然是在做无用功!
studentName = "Frank";
console.log(studentName);
// Frank
console.log(studentName);
// Frank
var studentName;
var studentName; // 显然是在做无用功!
studentName = "Frank";
console.log(studentName);
// Frank
console.log(studentName);
// Frank
由于提升实际上是在作用域的开头注册变量,因此在作用域的中间没有什么可做的,在那里原程序实际上有第二条 var studentName
语句。这只是一个 no-op(eration),一个毫无意义的语句。
贴士: |
---|
按照第 2 章的对话叙述方式,编译器会找到第二个 var 声明语句,并询问 作用域管理员是否已经看到了 studentName 标识符;既然已经看到了,就没有其他事情可做了。 |
还需要指出的是,var studentName;
并不是大多数人认为的 var studentName = undefined;
。让我们通过考虑这个程序的变体来证明它们是不同的:
var studentName = "Frank";
console.log(studentName); // Frank
var studentName;
console.log(studentName); // Frank <--- 依旧!
// 让我们显式地添加初始化
var studentName = undefined;
console.log(studentName); // undefined <--- 看!?
var studentName = "Frank";
console.log(studentName); // Frank
var studentName;
console.log(studentName); // Frank <--- 依旧!
// 让我们显式地添加初始化
var studentName = undefined;
console.log(studentName); // undefined <--- 看!?
看到显式的 = undefined
初始化与省略隐式初始化所产生的不同结果了吗?在下一节中,我们将重新讨论变量声明中的初始化问题。
在作用域中重复声明相同标识符名称的 var
实际上是一种无用的操作。下面是另一个例子,这次是在一个同名函数中:
var greeting;
function greeting() {
console.log("Hello!");
}
// 基本上是无意义的
var greeting;
typeof greeting; // "function"
var greeting = "Hello!";
typeof greeting; // "string"
var greeting;
function greeting() {
console.log("Hello!");
}
// 基本上是无意义的
var greeting;
typeof greeting; // "function"
var greeting = "Hello!";
typeof greeting; // "string"
第一个 greeting
声明将标识符注册到作用域中,因为它是一个 var
,所以自动初始化将是 undefined
。 function
的声明不需要重新注册标识符,但由于函数提升,它会覆盖自动初始化以使用函数引用。第二个 var greeting
本身没有任何作用,因为 greeting
已经是一个标识符,而且函数提升已经优先于自动初始化。
实际上,将 "Hello!"
赋值给 greeting
会将其值从初始函数 greeting()
变为字符串;而 var
本身没有任何影响。
那么使用 let
或 const
在作用域内重复声明会如何?
let studentName = "Frank";
console.log(studentName);
let studentName = "Suzy";
let studentName = "Frank";
console.log(studentName);
let studentName = "Suzy";
该程序不会执行,而是会立即抛出 SyntaxError
(语法错误)。根据您的 JS 环境,错误信息将显示如下内容 "studentName has already been declared."。换句话说,这是明确不允许尝试「重复声明」的情况!
不仅仅是涉及 let
的两个声明会产生这个错误。如果其中一个声明使用了 let
, 另一个声明可以是 let
或 var
,错误仍然会发生,如下面两个变体所示:
var studentName = "Frank";
let studentName = "Suzy";
var studentName = "Frank";
let studentName = "Suzy";
以及:
let studentName = "Frank";
var studentName = "Suzy";
let studentName = "Frank";
var studentName = "Suzy";
在这两种情况下,都会在二次声明中抛出一个 SyntaxError
。换句话说,「重复声明」变量的唯一方法是在所有(两个或两个以上)声明中使用 var
。
但为什么不允许呢?错误的原因并不在于技术本身,因为 var
的「重复声明」一直是被允许的;显然,let
也可以有同样的允许。
这其实更像是一个「社会工程」问题。包括 TC39 成员在内的一些人认为,「重复声明」变量是一种可能导致程序错误的坏习惯。因此,当 ES6 引入 let
时,他们决定用一个错误来防止「重新声明」。
注意: |
---|
当然,这只是一种风格上的观点,并非真正的技术论据。许多开发者都同意这一立场,这可能也是 TC39 包含这一错误(以及 let 符合 const )的部分原因。但有一个合理的理由可以证明,与 var 的先例保持一致是更谨慎的做法,而且这种意见执行最好留给像 linters 这样的选择性工具。在附录 A 中,我们将探讨 var (及其相关行为,如「重复声明」)在现代 JS 中是否仍然有用。 |
当编译器向作用域管理员询问一个声明时,如果该标识符已经被声明过,而且其中一个/两个声明都是用 let
进行的,那么就会产生一个错误。向开发人员发出的信号是:「不要再依赖马虎的重复声明了!」
常量?
const
关键字比 let
受到更多限制。和 let
一样,const
不能在同一作用域中重复使用相同的标识符。但实际上,不允许这种「重复声明」是有技术原因的,不像 let
主要是出于风格上的原因而不允许「重复声明」。
const
关键字要求对变量进行初始化,因此在声明中省略赋值会导致 SyntaxError
(语法错误):
const empty; // SyntaxError
const empty; // SyntaxError
const
声明创建的变量不能重新赋值:
const studentName = "Frank";
console.log(studentName);
// Frank
studentName = "Suzy"; // TypeError
const studentName = "Frank";
console.log(studentName);
// Frank
studentName = "Suzy"; // TypeError
studentName
变量不能被重新赋值,因为它是用 const
声明的。
警告: |
---|
重新分配 studentName 时抛出的错误是TypeError ,而不是SyntaxError 。这里的细微差别实际上非常重要,但不幸的是很容易被忽略。语法错误代表程序中的故障,甚至会阻止程序开始执行。类型错误代表程序执行过程中出现的故障。在前面的代码段中,"Frank" 在我们处理 studentName 的重新赋值之前被打印出来,然后产生错误。 |
因此,如果 const
声明不能重新赋值,而 const
声明总是需要赋值,那么我们就有了一个明确的技术理由来解释为什么 const
必须禁止任何"重复声明":任何 const
的"重复声明"也必然是 const
的重新赋值,而这是不允许的!
const studentName = "Frank";
// 显然这是一个错误
const studentName = "Suzy";
const studentName = "Frank";
// 显然这是一个错误
const studentName = "Suzy";
由于 const
「重复声明」必须被禁止(基于这些技术原因),TC39 基本上认为 let
「重复声明」也应被禁止,以保持一致性。这是否是最好的选择还有待商榷,但至少我们知道了决定背后的理由。
循环
因此,从我们之前的讨论中可以清楚地看出,JS 并不希望我们在同一作用域内「重复声明」变量。这似乎是一个简单明了的告诫,直到你考虑到它对重复执行循环中的声明语句意味着什么。思考一下:
var keepGoing = true;
while (keepGoing) {
let value = Math.random();
if (value > 0.5) {
keepGoing = false;
}
}
var keepGoing = true;
while (keepGoing) {
let value = Math.random();
if (value > 0.5) {
keepGoing = false;
}
}
在这个程序中,value
是否被反复「重复声明」?会不会报错?不会。
作用域的所有规则(包括对 let
创建的变量的「重复声明」)都是按每个作用域实例应用的。换句话说,每次在执行过程中进入作用域,一切都会重置。
每个循环迭代都是它自己的新作用域实例,而在每个作用域实例中,value
只被声明一次。因此不存在试图「重复声明」的情况,也就不会出错。在我们考虑其他循环形式之前,如果把前面代码段中的 value
声明改为 var
会怎样?
var keepGoing = true;
while (keepGoing) {
var value = Math.random();
if (value > 0.5) {
keepGoing = false;
}
}
var keepGoing = true;
while (keepGoing) {
var value = Math.random();
if (value > 0.5) {
keepGoing = false;
}
}
我们知道 var
允许这样做,那么 value
在这里是否被「重复声明」了呢?不是的。因为 var
不被视为块作用域声明(参见第 6 章),它将自己附加到全局作用域中。因此只有一个 value
变量,与 keepGoing
处于同一作用域(本例中为全局作用域)。这里也没有「重复声明」!
有一种方法可以让我们记住,当代码开始执行时,var
、let
和 const
关键字实际上已从代码中删除。它们完全由编译器处理。
如果你在头脑中抹去声明器关键字,然后尝试处理代码,应该可以帮助你判断是否以及何时可能出现(重复)声明。
其他循环形式(如 for
循环)的「重复声明」又是怎么回事?
for (let i = 0; i < 3; i++) {
let value = i * 10;
console.log(`${i}: ${value}`);
}
// 0: 0
// 1: 10
// 2: 20
for (let i = 0; i < 3; i++) {
let value = i * 10;
console.log(`${i}: ${value}`);
}
// 0: 0
// 1: 10
// 2: 20
很明显,每个作用域实例只能声明一个 value
。那么 i
呢?它被「重复声明」了吗?
要回答这个问题,请考虑一下 i
所处的作用域。它看起来像是在外层(在本例中是全局)作用域,但其实不是。它在 for
循环体的作用域中,就像 value
一样。事实上,你可以用这种更简洁的等价形式来考虑这个循环:
{
// 用于说明的虚构变量
let $$i = 0;
for (; /* nothing */ $$i < 3; $$i++) {
// 这是我们实际循环的 `i`!
let i = $$i;
let value = i * 10;
console.log(`${i}: ${value}`);
}
// 0: 0
// 1: 10
// 2: 20
}
{
// 用于说明的虚构变量
let $$i = 0;
for (; /* nothing */ $$i < 3; $$i++) {
// 这是我们实际循环的 `i`!
let i = $$i;
let value = i * 10;
console.log(`${i}: ${value}`);
}
// 0: 0
// 1: 10
// 2: 20
}
现在应该清楚了: i
和 value
变量都是在每个作用域实例中声明一次。这里没有「重复声明」。
其他 for
循环形式呢?
for (let index in students) {
// 这么做没问题
}
for (let student of students) {
// 俺也一样
}
for (let index in students) {
// 这么做没问题
}
for (let student of students) {
// 俺也一样
}
for..in
和 for..of
循环也是如此:声明的变量被视为循环体的内部变量,因此每次迭代(又称每个作用域实例)都会被处理。没有「重复声明」。
好吧,我知道你在想我现在的语气就像个坏掉的唱片。但让我们来探讨一下 const
如何影响这些循环结构。思考一下:
var keepGoing = true;
while (keepGoing) {
// 哦,一个闪亮的常数!
const value = Math.random();
if (value > 0.5) {
keepGoing = false;
}
}
var keepGoing = true;
while (keepGoing) {
// 哦,一个闪亮的常数!
const value = Math.random();
if (value > 0.5) {
keepGoing = false;
}
}
就像我们之前看到的这个程序的 let
变体一样,const
在每个循环迭代中都会被运行一次,所以它不会有「重复声明」的问题。但当我们谈到 for
循环时,情况就变得复杂了。
for..in
和 for..of
可以与 const
一起使用:
for (const index in students) {
// 这么做没问题
}
for (const student of students) {
// 同样没问题
}
for (const index in students) {
// 这么做没问题
}
for (const student of students) {
// 同样没问题
}
但是传统的 for
循环不行:
for (const i = 0; i < 3; i++) {
// 哎呀,这样做会失败的
// 第一次迭代后出现类型错误
}
for (const i = 0; i < 3; i++) {
// 哎呀,这样做会失败的
// 第一次迭代后出现类型错误
}
这里有什么问题吗?我们可以在这个结构中很好地使用 let
,而且我们断言它为每个循环迭代作用域创建了一个新的 i
,所以它看起来甚至不是一个「重复声明」。
让我们像刚才那样在头脑中「扩展」这个循环:
{
// 用于说明的虚构变量
const $$i = 0;
for (; $$i < 3; $$i++) {
// 这是我们实际循环的 `i`!
const i = $$i;
// ..
}
}
{
// 用于说明的虚构变量
const $$i = 0;
for (; $$i < 3; $$i++) {
// 这是我们实际循环的 `i`!
const i = $$i;
// ..
}
}
您发现问题了吗?我们的 i
的确只是在循环中创建了一次。这不是问题所在。问题在于概念中的 $$i
每次都必须用 $$i++
表达式递增。这是重新赋值(而不是「重复声明」),常量不允许这样做。
请记住,这种「扩展」形式只是一种概念模型,可以帮助您直观地了解问题的根源。您可能会想,JS 是否可以有效地将 const $$i = 0
变成 let $ii = 0
,从而使 const
与我们经典的 for
循环一起工作?这是可能的,但这样可能会给 for
循环语义带来令人惊讶的异常。
例如,如果允许 for
循环头中的 i++
避开 const
赋值的严格性,但不允许在循环迭代中对 i
进行其他重新赋值,这将是一个相当武断(而且很可能引起混淆)的细微例外。
直接的答案是:const
不能与传统的 for
循环形式一起使用,因为需要重新赋值。
有趣的是,如果你不重新分配,那么它就是有效的:
var keepGoing = true;
for (const i = 0; keepGoing /* 这什么也没有 */; ) {
keepGoing = Math.random() > 0.5;
// ..
}
var keepGoing = true;
for (const i = 0; keepGoing /* 这什么也没有 */; ) {
keepGoing = Math.random() > 0.5;
// ..
}
这样做是可行的,但毫无意义。没有理由在该位置用 const
声明 i
,因为在该位置声明这样一个变量的目的就是用来计算迭代次数。只需使用不同的循环形式,如 while
循环,或使用 let
循环!
未初始化变量警告(又称 TDZ 暂时性死区)
通过 var
声明,变量会被「提升」到其作用域的顶部。但它也会被自动初始化为 undefined
值,这样变量就可以在整个作用域中使用。
然而,let
和const
声明在这方面并不完全相同。
思考一下:
console.log(studentName);
// ReferenceError 引用错误
let studentName = "Suzy";
console.log(studentName);
// ReferenceError 引用错误
let studentName = "Suzy";
该程序的结果是在第一行抛出了一个 ReferenceError
(引用错误)。根据您的 JS 环境,错误信息可能会如下所示 "Cannot access studentName before initialization"。
注意: |
---|
这里看到的错误信息过去更含糊不清或具有误导性。值得庆幸的是,我们社区中的一些人成功地游说 JS 引擎改进了这条错误信息,使它能更准确地告诉你出了什么问题! |
这条错误信息很好地说明了问题所在:studentName
存在于第 1 行,但尚未初始化,因此还不能使用。让我们试试这个:
studentName = "Suzy"; // 让我们试着初始化它!
// ReferenceError
console.log(studentName);
let studentName;
studentName = "Suzy"; // 让我们试着初始化它!
// ReferenceError
console.log(studentName);
let studentName;
哎呀。我们仍然收到了 ReferenceError
,但现在我们正试图在第一行赋值给(也就是初始化!)这个所谓的「未初始化」变量 studentName
。这是怎么回事?
真正的问题是,我们如何初始化一个未初始化的变量?对于 let
/const
来说,唯一的方法是在声明语句中附加赋值。赋值本身是不够的!思考一下:
let studentName = "Suzy";
console.log(studentName); // Suzy
let studentName = "Suzy";
console.log(studentName); // Suzy
在这里,我们通过带有赋值的 let
声明语句形式来初始化 studentName
(在本例中,初始化为 "Suzy"
而不是 undefined
)。
或者:
// ..
let studentName;
// 或:
// let studentName = undefined;
// ..
studentName = "Suzy";
console.log(studentName);
// Suzy
// ..
let studentName;
// 或:
// let studentName = undefined;
// ..
studentName = "Suzy";
console.log(studentName);
// Suzy
注意: |
---|
这很有趣!回想一下,我们在前面说过 var studentName; 与 var studentName = undefined; 并不相同,但在 let 中,它们的行为是一样的。区别在于 var studentName 会在作用域的顶层自动初始化,而 let studentName 不会。 |
请记住,到目前为止我们已经多次断言编译器最终会删除任何 var
/let
/const
声明符,取而代之的是在每个作用域的顶部注册相应标识符的指令。
因此,如果我们分析一下这里发生的事情,就会发现一个额外的细微差别,那就是编译器在程序中间,也就是在声明变量 studentName
的地方添加了一条指令,以处理声明的自动初始化。在初始化之前,我们不能使用该变量。对于 const
和 let
也是一样。
TC39 创造了一个术语来指从进入作用域到变量发生自动初始化的这段时间: 暂时性死区(TDZ)。
TDZ 是变量存在但仍未初始化的时间窗口,因此无法以任何方式访问。只有执行编译器在最初声明时留下的指令才能完成初始化。之后,TDZ 就完成了,变量就可以在其余的作用域中自由使用了。
从技术上讲,var
也有一个 TDZ,但它的长度为零,因此我们的程序无法观察到!只有 let
和 const
才有可观测的 TDZ。
顺便说一句,TDZ (Temporal Dead Zone) 中的 "temporal" 指的确实是时间,而不是代码中的位置。思考一下:
askQuestion();
// ReferenceError 引用错误
let studentName = "Suzy";
function askQuestion() {
console.log(`${studentName}, do you know?`);
}
askQuestion();
// ReferenceError 引用错误
let studentName = "Suzy";
function askQuestion() {
console.log(`${studentName}, do you know?`);
}
尽管从位置上看,引用 studentName
的 console.log(..)
在 let studentName
声明之后,但从时间上看,askQuestion()
函数是在遇到 let
语句之前调用的,而 studentName
仍在其 TDZ 中!因此出现错误。
有一种常见的误解,认为 TDZ 意味着 let
和 const
没有提升。这种说法是不准确的,至少有一点误导。它们肯定会提升。
实际区别在于 let
/const
声明不会像 var
那样在作用域的开头自动初始化。那么争论的问题是,自动初始化是否是提升的一部分?我认为在作用域的顶端自动注册变量(即我所说的「提升」)和在作用域的顶端自动初始化(到 undefined
)是不同的操作,不应该混为一谈,统称为「提升」。
我们已经看到 let
和 const
不会在作用域的顶层自动初始化。但让我们来证明 let
和 const
可以提升(在作用域顶端自动注册),这要归功于我们的朋友 shadowing(参见第 3 章中的「遮蔽 (Shadowing)」):
var studentName = "Kyle";
{
console.log(studentName);
// ???
// ..
let studentName = "Suzy";
console.log(studentName);
// Suzy
}
var studentName = "Kyle";
{
console.log(studentName);
// ???
// ..
let studentName = "Suzy";
console.log(studentName);
// Suzy
}
第一条 console.log(..)
语句会发生什么?如果 let studentName
没有提升到作用域的顶部,那么第一条 console.log(..)
应该打印 "Kyle"
,对吗?此时,似乎只有外层的 studentName
存在,所以 console.log(..)
应该访问并打印这个变量。
但是,第一个 console.log(..)
却抛出了 TDZ 错误,因为事实上,内部作用域的 studentName
已经提升了(自动注册到了作用域的顶部)。但内部的 studentName
还没有自动初始化;此时它仍未初始化,因此违反了 TDZ!
因此,概括地说,TDZ 错误的发生是因为 let
/const
声明把它们的声明提升到了作用域的顶端,但与 var
不同的是,它们把变量的自动初始化推迟到了代码排序中原始声明出现的时刻。这个时间窗口(提示:时间性),无论其长度如何,就是 TDZ。
如何避免 TDZ 错误?
我的建议是:始终将 let
和 const
声明放在任何作用域的顶部。将 TDZ 窗口缩小到零(或接近零)长度,这样就没可以避免了。
但为什么还要有 TDZ 呢?为什么 TC39 没有规定 let
/const
像 var
那样自动初始化?请耐心等待,我们会在附录 A 中再来探讨 TDZ 的为什么。
终于初始化
变量的使用远比乍看起来要细微得多。提升、(重复)声明 和 TDZ 是开发人员常见的困惑来源,尤其是那些在学习 JS 之前使用过其他语言的开发人员。在继续学习之前,请确保您的心智模型已完全建立在 JS 作用域和变量的这些方面之上。
提升通常被认为是 JS 引擎的一种显式机制,但实际上它更像是一种隐喻,用来描述 JS 在编译过程中处理变量声明的各种方式。但即使作为一种隐喻,提升也为思考变量的生命周期(何时创建、何时可用、何时消失)提供了有用的架构。
如果将变量的声明和重复声明视为运行时操作,往往会造成混乱。但如果将这些操作转换为编译时思维,这些怪异现象和遮蔽就会减少。
TDZ(temporal dead zone,暂时性死区)错误既奇怪又令人沮丧。幸运的是,如果您总是小心地将 let
/const
声明放在任何作用域的顶部,TDZ 是可以相对直接地避免的。
当您成功地驾驭这些变量作用域时,下一章将介绍指导我们决定将声明置于不同作用域(尤其是嵌套块)的因素。