提升实际上是把变量和函数定义移动到作用域顶部的过程,通常发生在变量声明var
或函数声明function fun() {...}
。
当let
(包括和let
有同样声明行为的const
和class
)被ES2015提出来的时候,包括我在内的许多开发人员都使用提升来描述变量是如何被访问的。但是在对这个问题进行更多的搜索之后,让我惊讶的是,提升并不是描述let
变量初始化和可用性的正确术语。
ES2015给let
提供了不同并且改善的机制。它要求更严格的变量声明实践(在定义之前不能使用),因此会有更高质量的代码。
我们去看看这个过程中更多的细节。
1.容易出错的var
提升
有时候我会看见一个奇怪的实践,变量var varname
和函数function funcName() {...}
在作用域任意地方声明:
// var hoisting
num; // => undefined
var num;
num = 10;
num; // => 10
// function hoisting
getPi; // => function getPi() {...}
getPi(); // => 3.14
function getPi() {
return 3.14;
}
复制代码
num
变量在var num
声明之前被访问,所以被认定为undefined
。
函数function getPi() {...}
被定义在末尾。由于它被提升到作用域的顶部,所以函数能在定义getPi()
之前被调用。
这就是典型的提升。
事实证明,先使用后声明变量或函数可能会造成混乱。假设您在滚动查看一个大文件,突然看到一个未声明的变量…它是怎么出现在这里,又是在哪里定义的?
当然一个经验丰富的JavaScript开发者不会用这种方式写代码,但是在成千上万的JavaScript GitHub仓库中很有可能会面对这样的代码。
即使看着上面给出的代码示例,也很难理解代码中的声明流程。
自然地,首先声明或描述一个未知的词语,然后才使用它来编写短语。let
鼓励遵循这种方式来使用变量。
2.探索底层:变量的生命周期
当引擎访问变量的时候,它们的生命周期包括下面几个阶段:
- 声明阶段:在作用域中注册一个变量
- 初始化阶段:分配内存,给作用域中的变量创建绑定。在这个阶段,变量自动地被初始化为
undefined
- 赋值阶段:给已经初始化过的变量赋值
通过声明阶段但是没有到达初始化阶段的变量是处于未定义的状态。
注意,根据变量的生命周期,声明阶段和一般说的变量声明是不同的术语。简言之,引擎在三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
熟悉了生命周期阶段,我们用它们来描述引擎是怎样处理var
变量的。
假设一个场景,当JavaScript遇到一个作用域里有一个
var
声明的变量的函数。在任何语句执行之前,这个变量就通过了声明阶段和初始化阶段(第一步)。
var variable
在函数作用域中声明的位置不影响声明和初始化阶段。
在声明和初始化之后,赋值阶段之前,变量值为undefined
并且可以被访问使用。
在赋值阶段,variable = 'value'
,变量会得到它的初始值(第二步)。
严格来说,提升的概念是在函数作用域的顶部声明和初始化变量。在声明和初始化阶段之间没有间隙。
来研究一个例子。下面的代码创建了一个带有var
变量的函数:
function multiplyByTen(number) {
console.log(ten); // => undefined
var ten;
ten = 10;
console.log(ten); // => 10
return number * ten;
}
multiplyByTen(4); // => 40
复制代码
当JavaScript开始执行multipleByTen(4)
的时候,它就进入了multipleByTen
的函数作用域,在第一条语句之前,变量ten
完成了声明和初始化阶段。所以调用console.log(ten)
会打印出undefined
。
语句ten = 10
分配了一个初始值。分配之后,console.log(ten)
正确地输出了10。
4.函数声明的生命周期
假设一个函数声明语句function funName() {...}
,这更加容易。
声明、初始化、赋值阶段在函数作用域的开始立刻执行(只有一步)。
funcName()
可以在该作用域的任何地方调用,不依赖于声明语句的位置(甚至可以在最后)。
下面的代码示例展示了函数提升:
function sumArray(array) {
return array.reduce(sum);
function sum(a, b) {
return a + b;
}
}
sumArray([5, 10, 8]); // => 23
复制代码
当JavaScript调用sumArray([5, 10, 8])
的时候,它就进入了sumArray
的函数作用域。在作用域里面,在所有语句执行之前,sum
通过了三个阶段:声明、初始化、赋值。 这种方式,array.reduce(sum)
甚至可以在声明语句function sum(a, b) {...}
之前使用sum
。
5.let
变量的生命周期
let
变量的处理方式和var
不同。最主要的区别就是声明和初始化阶段被分开了。
现在假设解释器进入了一个块级作用域,作用域包含一个
let variable
语句。变量立刻通过了声明阶段,在作用域注册了它的名字(步骤 1)。
接着解释器一行一行的解析语句。
如果在这个阶段尝试访问变量variable
,JavaScript会抛出ReferenceError: variable is not defined
。因为变量的状态是未定义的,variable
在暂时性死区。
当解释器到达let variable
语句的时候,初始化阶段通过(步骤 2)。现在变量的状态是已定义并且访问它会得到undefined
。
变量退出了暂时性死区。
稍后,当赋值语句variable = 'value'
出现,就通过了赋值阶段(步骤 3)。
如果JavaScript遇到let variable = 'value'
,那么初始化和赋值会发生在这一条语句上。
来看一个例子。在块级作用域里面用let
声明一个变量variable
:
let condition = true;
// console.log(number); // => Throws ReferenceError
let number;
console.log(number); // => undefined
number = 5;
console.log(number); // => 5
}
复制代码
当JavaScript进入if (condition) {...}
块级作用域的时候,number
立刻通过了声明阶段。 因为number
处于未定义的状态,处于暂时性死区,试图访问这个变量会抛出ReferenceError: number is not defined
。
后来,语句let number
完成了初始化。现在这个变量可以访问了,但是它的值是undefined
。
赋值语句number = 5
当然就是完成了赋值阶段。
const
和class
类型和let
有相同的生命周期,除了赋值只能发生一次。
5.1 为什么提升在let
的生命周期里无效
如上所述,提升就是变量在作用域顶部进行声明和初始化。但是let
的生命周期将声明和初始化两个阶段解耦了。解耦让提升这个术语失效了。
两个阶段中间的间隙创建了暂时性死区,在这里,变量不能被访问。
以一种科幻的风格,在let
生命周期中,提升这个术语的崩塌创造了暂时性死区。
6.结论
随意使用var
声明变量容易犯错。基于这个教训,ES2015创建了let
。它使用一种改进的算法来声明变量,并且使用块级作用域。
由于声明和定义两个阶段解耦,提升对于一个let
声明的变量(包括包括const
和class
)无效。在初始化之前,变量处于暂时性死区并且不可以访问。
保持稳定的变量声明,有如下建议:
- 声明、初始化,然后再使用变量。这个流程正确并且容易遵守;
- 尽可能隐藏变量。变量暴露的越少,代码就越模块化。