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var、let、const 命令

1. var 命令

1.1 基本用法

示例

js
var a; // 声明 a,值为 undefined
var b = 10; // 声明 b 并赋值为 10
var c = 1, d = 2; // 同时声明多个变量

1.2 变量提升 (Hoisting)

无论你在函数的哪一行声明 var,JavaScript 引擎在运行代码前,都会把声明(注意:只是声明,不是赋值)“移动”到当前作用域的顶部。

这导致了一个独特的现象:你可以在声明变量之前使用它,它的值是 undefined(不会报错)。

代码书写顺序:

js
console.log(myVar); // 输出: undefined (不会报错)
var myVar = 5;
console.log(myVar); // 输出: 5

引擎实际执行顺序:

js
var myVar;          // 1. 声明被提升到顶部,初始化为 undefined
console.log(myVar); // 2. 执行打印
myVar = 5;          // 3. 执行赋值
console.log(myVar); // 4. 执行打印

1.3 允许重复声明 (Re-declaration)

在同一个作用域内,使用 var 多次声明同一个变量名不会报错。第二次声明通常会被视为赋值操作。这在大型项目中非常容易导致 bug(意外覆盖了之前的变量)。

js
var user = "Alice";
var user = "Bob"; // 合法,不会报错
console.log(user); // "Bob"

(注:如果使用 letconst 这样做会直接抛出 SyntaxError)

1.4 挂载到全局对象 (Global Object Property)

在全局作用域(函数外部)使用 var 声明变量时,该变量会自动成为全局对象(浏览器中是 window,Node.js 中是 global)的一个属性。

js
var myGlobal = "Hello";
console.log(window.myGlobal); // 输出: "Hello"

let myLet = "World";
console.log(window.myLet);    // 输出: undefined (let 不会挂载)

1.5 循环中的闭包问题 (The Loop Problem)

这是面试中最常考的 var 痛点。由于 var 没有块级作用域,循环中的变量 i 其实是同一个变量

js
for (var i = 0; i < 3; i++) {
  // 这里的 i 是全局的(或函数级的),并在每次循环中被修改
  setTimeout(function() {
    console.log("Value:", i); 
  }, 100);
}
// 输出结果:
// Value: 3
// Value: 3
// Value: 3

解释:当 setTimeout 的回调函数执行时,循环已经结束了,此时全局的 i 已经变成了 3。因为所有回调函数引用的都是同一个 i

传统解决方案 (IIFE): 在 ES6 之前,我们需要使用“立即执行函数表达式”来人为创建一个新的作用域:

js
for (var i = 0; i < 3; i++) {
  (function(lockedIndex) {
    setTimeout(function() {
      console.log("Value:", lockedIndex);
    }, 100);
  })(i);
}
// 输出: 0, 1, 2

1.6 隐式全局变量 (Implicit Globals)

如果在非严格模式下,给一个未声明的变量赋值,JavaScript 会自动将其创建为全局变量(即使是在函数内部赋值)。这不完全是 var 的问题,但常与 var 漏写有关。

js
function mistake() {
  var a = 1; // 局部变量
  b = 2;     // 漏写了 var/let/const -> 变成了全局变量!
}
mistake();
console.log(b); // 2 (污染了全局环境)

2. let 命令

2.1 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。

js
{
  let a = 10;
  var b = 1;
}

a // ReferenceError: a is not defined.
b // 1

上面代码在代码块之中,分别用letvar声明了两个变量。然后在代码块之外调用这两个变量,结果let声明的变量报错,var声明的变量返回了正确的值。这表明,let声明的变量只在它所在的代码块有效。

for循环的计数器,就很合适使用let命令。

js
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

js
var a = [];
for (var i = 0; i < 10; i++) {
  a[i] = function () {
    console.log(i);
  };
}
a[6](); // 10

上面代码中,变量ivar命令声明的,在全局范围内都有效,所以全局只有一个变量i。每一次循环,变量i的值都会发生改变,而循环内被赋给数组a的函数内部的console.log(i),里面的i指向的就是全局的i。也就是说,所有数组a的成员里面的i,指向的都是同一个i,导致运行时输出的是最后一轮的i的值,也就是 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。

js
var a = [];
for (let i = 0; i < 10; i++) {
  a[i] = function () {
    console.log(i);
  };
}
a[6](); // 6

上面代码中,变量ilet声明的,当前的i只在本轮循环有效,所以每一次循环的i其实都是一个新的变量,所以最后输出的是6。你可能会问,如果每一轮循环的变量i都是重新声明的,那它怎么知道上一轮循环的值,从而计算出本轮循环的值?这是因为 js 引擎内部会记住上一轮循环的值,初始化本轮的变量i时,就在上一轮循环的基础上进行计算。

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。

js
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(同一个作用域不可使用 let 重复声明同一个变量)。

2.2 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。

js
// 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;

上面代码中,变量foovar命令声明,会发生变量提升,即脚本开始运行时,变量foo已经存在了,但是没有值,所以会输出undefined。变量barlet命令声明,不会发生变量提升。这表示在声明它之前,变量bar是不存在的,这时如果用到它,就会抛出一个错误。

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。

js
var tmp = 123;

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

上面代码中,存在全局变量tmp,但是块级作用域内let又声明了一个局部变量tmp,导致后者绑定这个块级作用域,所以在let声明变量前,对tmp赋值会报错。

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。

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)。

js
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。

js
typeof x; // ReferenceError
let x;

上面代码中,变量x使用let命令声明,所以在声明之前,都属于x的“死区”,只要用到该变量就会报错。因此,typeof运行时就会抛出一个ReferenceError

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。

js
typeof undeclared_variable // "undefined"

上面代码中,undeclared_variable是一个不存在的变量名,结果返回“undefined”。所以,在没有let之前,typeof运算符是百分之百安全的,永远不会报错。现在这一点不成立了。这样的设计是为了让大家养成良好的编程习惯,变量一定要在声明之后使用,否则就报错。

有些“死区”比较隐蔽,不太容易发现。

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

bar(); // 报错

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。

js
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。

js
// 不报错
var x = x;

// 报错
let x = x;
// ReferenceError: x is not defined

上面代码报错,也是因为暂时性死区。使用let声明变量时,只要变量在还没有声明完成前使用,就会报错。上面这行就属于这个情况,在变量x的声明语句还没有执行完成前,就去取x的值,导致报错”x 未定义“。

ES6 规定暂时性死区和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。

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。

2.4 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。

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

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

因此,不能在函数内部重新声明参数。

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

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

3. const 命令

3.1 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。

js
const PI = 3.1415;
PI // 3.1415

PI = 3;
// TypeError: Assignment to constant variable.

上面代码表明改变常量的值会报错。

3.2 必须初始化

const声明的变量不得改变值,这意味着,const一旦声明变量,就必须立即初始化,不能留到以后赋值。

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

上面代码表示,对于const来说,只声明不赋值,就会报错。

const的作用域与let命令相同:只在声明所在的块级作用域内有效。

js
if (true) {
  const MAX = 5;
}

MAX // Uncaught ReferenceError: MAX is not defined

3.3 不存在变量提升,存在暂时性死区

const命令声明的常量也是不提升,同样存在暂时性死区,只能在声明的位置后面使用。

js
if (true) {
  console.log(MAX); // ReferenceError
  const MAX = 5;
}

上面代码在常量MAX声明之前就调用,结果报错。

3.4 不允许重复声明

const声明的常量,也与let一样不可重复声明。

js
var message = "Hello!";
let age = 25;

// 以下两行都会报错
const message = "Goodbye!";
const age = 30;

3.5 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。

js
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。

下面是另一个例子。

js
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。

js
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;

上面代码中,常量foo指向一个冻结的对象,所以添加新属性不起作用,严格模式时还会报错。

除了将对象本身冻结,对象的属性也应该冻结。下面是一个将对象彻底冻结的函数。

js
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。

js
window.a = 1;
a // 1

a = 2;
window.a // 2

上面代码中,顶层对象的属性赋值与全局变量的赋值,是同一件事。

顶层对象的属性与全局变量挂钩,被认为是 js 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。也就是说,从 ES6 开始,全局变量将逐步与顶层对象的属性脱钩。

js
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,所以它是顶层对象的属性;全局变量blet命令声明,所以它不是顶层对象的属性,返回undefined

5. globalThis 对象

js 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关键字,但是有局限性。

  • 全局环境中,this会返回顶层对象。但是,Node.js 模块中this返回的是当前模块,ES6 模块中this返回的是undefined
  • 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。

js
// 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');
};

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

垫片库global-this模拟了这个提案,可以在所有环境拿到globalThis