JS变量生命周期:为什么 let 没有被提升

为了保证的可读性,本文采用意译而非直译。

提升是将变量或函数定义移动到作用域头部的过程,通常是 var 声明的变量和函数声明function fun() {...}

当 ES6 引入let(以及与let类似声明的constclass)声明时,许多开发人员都使用提升定义来描述如何访问变量。但是在对这个问题进行了更多的探讨之后,令我惊讶的是提升并不是描述let变量的初始化和可用性的正确术语。

ES6 为let提供了一个不同的和改进的机制。它要求更严格的变量声明,在定义之前不能使用,从而提高代码质量。

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1. 容易出错的 var 提升

有时候我们会在zuo内作用域内看到一个奇怪的变量var varname和函数函数function funName() {...} 声明:

// var hoisting
num;     // => undefined
var num;
num = 10;
num;     // => 10
// function hoisting
getPi;   // => function getPi() {...}
getPi(); // => 3.14
function getPi() {
  return 3.14;
}

变量num在声明var num之前被访问,因此它被赋值为undefinedfucntion getPi(){…}在文件末尾定义。但是,可以在声明getPi()之前调用该函数,因为它被提升到作用域的顶部。

事实证明,先使用然后声明变量或函数的可能性会造成混淆。假设您滚动一个大文件,突然看到一个未声明的变量,它到底是如何出现在这里的,以及它在哪里定义的?

当然,一个熟练的JavaScript开发人员不会这样编写代码。但是在成千上万的JavaScript中,GitHub repos是很有可能处理这样的代码的。

即使查看上面给出的代码示例,也很难理解代码中的声明流。

当然,首先要声明再使用。let 鼓励咱们使用这种方法处理变量。

2. 理解背后原理:变量生命周期

当引擎处理变量时,它们的生命周期由以下阶段组成:

  1. 声明阶段(Declaration phase)是在作用域中注册一个变量。
  2. 初始化阶段(Initialization phase)是分配内存并为作用域中的变量创建绑定。 在此步骤中,变量将使用undefined自动初始化。
  3. 赋值阶段(Assignment phase)是为初始化的变量赋值。

变量在通过声明阶段时尚未初始化状态,但未达到初始化状态。

请注意,就变量生命周期而言,声明阶段与变量声明是不同的概念。 简而言之,JS引擎在3个阶段处理变量声明:声明阶段,初始化阶段和赋值阶段。

3.var 变量的生命周期

熟悉生命周期阶段之后,让我们使用它们来描述JS引擎如何处理var变量。

假设JS遇到一个函数作用域,其中包含var变量语句。变量在执行任何语句之前通过声明阶段,并立即通过作用域开始处的初始化阶段(步骤1)。函数作用域中var变量语句的位置不影响声明和初始化阶段。

在声明和初始化之后,但在赋值阶段之前,变量具有undefined 的值,并且已经可以使用。

在赋值阶段variable = 'value' 时,变量接收它的初值(步骤2)。

严格意义的提升是指在函数作用域的开始处声明并初始化一个变量。声明阶段和初始化阶段之间没有差别。

让我们来研究一个例子。下面的代码创建了一个包含var语句的函数作用域

function multiplyByTen(number) {
  console.log(ten); // => undefined
  var ten;
  ten = 10;
  console.log(ten); // => 10
  return number * ten;
}
multiplyByTen(4); // => 40

开始执行multipleByTen(4)并进入函数作用域时,变量ten在第一个语句之前通过声明和初始化步骤。因此,当调用console.log(ten)时,打印undefined。语句ten = 10指定一个初值。赋值之后,console.log(ten) 将正确地打印10

4. 函数声明生命周期

在函数声明语句function funName() {...}的情况下,它比变量声明生命周期更简单。

声明、初始化和赋值阶段同时发生在封闭函数作用域的开头(只有一步)。可以在作用域的任何位置调用funName(),而不依赖于声明语句的位置(甚至可以在末尾调用)。

下面的代码示例演示了函数提升:

function sumArray(array) {
  return array.reduce(sum);
  function sum(a, b) {
    return a + b;
  }
}
sumArray([5, 10, 8]); // => 23

当执行sumArray([5,10,8])时,它进入sumArray函数作用域。在这个作用域内,在任何语句执行之前,sum都会通过所有三个阶段:声明、初始化和赋值。这样,array.reduce(sum)甚至可以在它的声明语句sum(a, b){…}之前使用sum

5. let 变量的生命周期

let 变量的处理方式与var不同,主要区别在于声明和初始化阶段是分开的

现在来看看一个场景,当解释器进入一个包含let变量语句的块作用域时。变量立即通过声明阶段,在作用域中注册其名称(步骤1)。

然后解释器继续逐行解析块语句。

如果在此阶段尝试访问变量,JS 将抛出 ReferenceError: variable is not defined。这是因为变量状态未初始化,变量位于暂时死区 temporal dead zone

当解释器执行到语句let variable时,传递初始化阶段(步骤2)。变量退出暂时死区。

接着,当赋值语句variable = 'value'出现时,将传递赋值阶段(步骤3)。

如果JS 遇到let variable = 'value',那么初始化和赋值将在一条语句中发生。

让我们看一个例子,在块作用域中用 let 声明变量 number

let condition = true;
if (condition) {
  // console.log(number); // => Throws ReferenceError
  let number;
  console.log(number); // => undefined
  number = 5;
  console.log(number); // => 5
}

当 JS 进入if (condition) {...} 块作用域,number立即通过声明阶段。

由于number已经处于单一化状态,并且处于的暂时死区,因此访问该变量将引发ReferenceError: number is not defined。接着,语句let number进行初始化。现在可以访问变量,但是它的值是undefined

constclass 类型与let具有相同的生命周期,只是分配只能发生一次。

5.1 提升在let生命周期中无效的原因

如上所述,提升是变量在作用域顶部的耦合声明和初始化阶段。然而,let生命周期分离声明和初始化阶段。解耦消除了let的提升期限。

这两个阶段之间的间隙产生了暂时死区,在这里变量不能被访问。

总结

使用var声明变量很容易出错。在此基础上,ES6 引入了let。它使用一种改进的算法来声明变量,并附加了块作用域。

由于声明和初始化阶段是解耦的,提升对于let变量(包括constclass)无效。在初始化之前,变量处于暂时死区,不能访问。

为了保持变量声明的流畅性,建议使用以下技巧

  • 声明、初始化然后使用变量,这个流程是正确的,易于遵循。
  • 尽量隐藏变量。公开的变量越少,代码就越模块化。

番外

如何理解 let x = x 报错之后,再次 let x 依然会报错?

这个问题说明:如果 let x 的初始化过程失败了,那么

  1. x 变量就将永远处于 created 状态。
  2. 你无法再次对 x 进行初始化(初始化只有一次机会,而那次机会你失败了)。
  3. 由于 x 无法被初始化,所以 x 永远处在暂时死区
  4. 有人会觉得 JS 坑,怎么能出现这种情况;其实问题不大,因为此时代码已经报错了,后面的代码想执行也没机会。

参考:

我用了两个月的时间才理解 let

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