Die Unterschiede zwischen var, let und const durch das Prisma des ECMAScript-Standards.

Viele Artikel erklären die Unterschiede zwischen var, let und const unter Verwendung von Begriffen wie hiisting, Temporal Dead Zone (TDZ), funktional und Blockumfang usw., oft ohne Bezugnahme auf den Standard. Einige dieser Begriffe sind nicht einmal im Sprachstandard enthalten. Es ist vollkommen in Ordnung, das Thema zu erklären, ohne sich auf den Sprachstandard zu beziehen. Ich erkläre das Thema jedoch durch Verweise für diejenigen, die etwas tiefer gehen möchten, da das Verständnis des ECMAScript-Standards für ein umfassendes Verständnis von JavaScript von entscheidender Bedeutung ist.

ECMAScript

Viele Organisationen verfügen über Referenzen für JavaScript, beispielsweise MDN Web Docs, javascript.info und andere. Es gibt jedoch eine Normungsorganisation, deren einziger Zweck darin besteht, Computersysteme zu standardisieren und zu dokumentieren. Bei dieser Organisation handelt es sich um Ecma International, eine zuverlässige Autorität auf diesem Gebiet. Die Organisation unterhält einen Standard namens ECMA-262, eine unternehmensinterne Nummer zur Identifizierung des Standards. Ecma International definiert diesen Standard als das Rückgrat der allgemeinen Programmiersprache ECMAScript, die wir üblicherweise JavaScript nennen. Das Verständnis dieses Standards ist der Schlüssel zum Verständnis der Sprache selbst. Der neueste Standard (Stand August 2024) ist die 15. Ausgabe von ECMAScript, auch bekannt als ECMAScript 2024.

Ausführungskontext

Um die Unterschiede zwischen var, let und const zu verstehen, ist es wichtig, das Konzept des Ausführungskontexts zu verstehen.

Ausführungskontext ist eine abstrakte Struktur, die im ECMAScript-Standard definiert ist. Es ist die Umgebung, in der der aktuelle Code ausgeführt wird. Zur Vereinfachung können wir davon ausgehen, dass ein globaler Ausführungskontext und ein funktionaler Ausführungskontext vorhanden sind.

// Global Execution Context
let globalVariable = 'This is a global variable'

function outerFunction() {
  // Outer Function Execution Context
  let outerVariable = 'This is an outer variable'

  function innerFunction() {
    // Inner Function Execution Context
    let innerVariable = 'This is an inner variable'
  }

  innerFunction()
}

outerFunction()

Um die Ausführung des Codes zu verfolgen, enthält der Ausführungskontext mehrere Komponenten, die als Zustandskomponenten bezeichnet werden. Unter diesen sind LexicalEnvironment und VariableEnvironment entscheidend für das Verständnis des Verhaltens der Schlüsselwörter var, let und const.

Sowohl LexicalEnvironment als auch VariableEnvironment sind Umgebungsdatensätze. Environment Record ist ebenfalls eine abstrakte Datenstruktur, die im ECMAScript-Standard definiert ist. Es stellt die Zuordnung von Bezeichnern zu bestimmten Variablen und Funktionen her. Ein Bezeichner ist ein Name, der auf Werte, Funktionen, Klassen und andere Datenstrukturen in JavaScript verweist. Im folgenden Beispiel sei Variable = 42, Variable ist der Name der Variablen (Bezeichner), die den Wert der Zahl 42 speichert.

Jedes Mal, wenn Code ausgeführt wird, erstellt der Ausführungskontext einen neuen Umgebungsdatensatz. Neben der Speicherung von Bezeichnern verfügt der Umgebungsdatensatz über ein Feld [[OuterEnv]], entweder null oder eine Referenz auf einen äußeren Umgebungsdatensatz.

Grafisch könnten der Ausführungskontext und der Umgebungsdatensatz aus dem vorherigen Beispiel wie folgt dargestellt werden:

// Global Execution Context
{
  // Environment Record
  {
    identifier: 'globalVariable'
    value: 'This is a global variable'
  }
  {
    identifier: 'outerFunction'
    value: Function
  }
  [[OuterEnv]]: null
}

// Outer Function Execution Context
{
  // Environment Record
  {
    identifier: 'outerVariable'
    value: 'This is an outer variable'
  }
  {
    identifier: 'innerFunction'
    value: Function
  }
  [[OuterEnv]]: Global Execution Context
}


// Inner Function Execution Context
{
  // Environment Record
  {
    identifier: 'innerVariable'
    value: 'This is an inner variable'
  }
  [[OuterEnv]]: Outer Function Execution Context
}

Ein weiterer wichtiger Punkt, den Sie beim Ausführungskontext beachten sollten, ist, dass er zwei unterschiedliche Phasen hat: die Erstellungsphase und die Ausführungsphase. Diese beiden Phasen sind entscheidend für das Verständnis des Unterschieds zwischen var und let oder const.

Let- und Const-Deklarationen

Im Abschnitt 14.3.1 Let- und Const-Deklarationen des ECMAScript-Standards heißt es:

let- und const-Deklarationen definieren Variablen, die auf die LexicalEnvironment des laufenden Ausführungskontexts beschränkt sind. Die Variablen werden erstellt, wenn der sie enthaltende Umgebungsdatensatz instanziiert wird, auf sie kann jedoch in keiner Weise zugegriffen werden, bis die LexicalBinding der Variablen ausgewertet wird. Einer durch eine LexicalBinding mit einem Initialisierer definierten Variablen wird der Wert des AssignmentExpression ihres Initialisierers zugewiesen, wenn die LexicalBinding ausgewertet wird, nicht wenn die Variable erstellt wird. Wenn eine LexicalBinding in einer let-Deklaration keinen Initialisierer hat, wird der Variablen der Wert undefiniert zugewiesen, wenn die LexicalBinding ausgewertet wird.

Um diese Aussage zu verstehen, werde ich sie Satz für Satz erklären.

let- und const-Deklarationen definieren Variablen, die auf die LexicalEnvironment des laufenden Ausführungskontexts beschränkt sind.

Das bedeutet, dass Variablen, die mit den Schlüsselwörtern let oder const erstellt wurden, auf den Block beschränkt sind, in dem sie definiert wurden. Der Codeblock ist ein beliebiger JavaScript-Code innerhalb der geschweiften Klammern.

let condition = true
if (condition) {
  let blockScopedVariable = 'This is a block-scoped variable'
  console.log(blockScopedVariable) // This is a block-scoped variable
}

console.log(blockScopedVariable) // ReferenceError: blockScopedVariable is not defined

// Global Execution Context
{
  // Environment Record
  {
    identifier: 'condition'
    value: true
  }
  [[OuterEnv]]: null
  // Block Environment Record
  {
    identifier: 'variable'
    value: 'This is a block-scoped variable'
  }
  [[OuterEnv]]: Global Execution Context 
}

Die Variablen werden erstellt, wenn ihr enthaltender Umgebungsdatensatz instanziiert wird, auf sie kann jedoch in keiner Weise zugegriffen werden, bis die LexicalBinding der Variablen ausgewertet wird.

As previously mentioned, the Execution Context has two phases. This statement means that during the Creation Phase of the Execution Context, variables are stored in their corresponding Environment Record but have not yet been assigned any value. They are uninitialised.

console.log(varaible) // ReferenceError: Cannot access 'varaible' before initialization

let varaible = 42

// Global Execution Context Creation Phase
{
  // Environment Record
  {
    identifier: 'variable'
    value: uninitialised
  }
  [[OuterEnv]]: null
}

Because the variable is already created (instantiated) in the Environment Record, the Execution Context knows about it but can't access it before evaluation(the Execution Phase of the Execution context). The state of the variable being uninitialised is also known as a Temporary Dead Zone(TDZ). We would have a different error if the variable hadn't been created in the Environment Record.

console.log(varaible) // ReferenceError: varaible is not defined

// Global Execution Context Creation Phase
{
  // Environment Record
  {
  }
  [[OuterEnv]]: null
}

A variable defined by a LexicalBinding with an Initializer is assigned the value of its Initializer's AssignmentExpression when the LexicalBinding is evaluated, not when the variable is created.

LexicalBinding is a form of the Identifier, which represents the variable's name. The Initializer is the variable's value, and AssignmentExpression is the expression used to assign that value to the variable's name, such as the '=' sign in let variable = 42. Therefore, the statement above means that variables created with let or const keywords are assigned their value during the Execution Phase of the Execution Context.

let variable = 42

// Global Execution Context Creation Phase
{
  // Environment Record
  {
    identifier: 'variable'
    value: uninitialised
  }
  [[OuterEnv]]: null
}

// Global Execution Context Execution Phase
{
  // Environment Record
  {
    identifier: 'variable'
    value: 42
  }
  [[OuterEnv]]: null
}

If a LexicalBinding in a let declaration does not have an Initializer the variable is assigned the value undefined when the LexicalBinding is evaluated.

This means that if a let variable is created without an initial value, undefined is assigned to it during the Execution Phase of the Execution Context. Variables declared with the const keyword behave differently. I will explain it in a few paragraphs later.

let variable
// Global Execution Context Creation Phase
{
  // Environment Record
  {
    identifier: 'variable'
    value: uninitialised
  }
  [[OuterEnv]]: null
}

// Global Execution Context Execution Phase
{
  // Environment Record
  {
    identifier: 'variable'
    value: undefined
  }
  [[OuterEnv]]: null
}

The standard also defines a subsection called 14.3.1.1 'Static Semantics: Early Errors,' which explains other essential aspects of variables defined with the let and const keywords.

LexicalDeclaration: LetOrConst BindingList;

• It is a Syntax Error if the BoundNames of BindingList contains "let".
• It is a Syntax Error if the BoundNames of BindingList contains any duplicate entries. LexicalBinding : BindingIdentifier Initializer
• It is a Syntax Error if Initializer is not present and IsConstantDeclaration of the LexicalDeclaration containing this LexicalBinding is true.

LetOrConst is a grammar rule which specifies that variable declarations can start with the let or const keywords.
BindingList is a list of variables declared with let or const keywords. We could imagine BindingList as a data structure like this:

let a = 1
let b = 2
let c = 3
const d = 4
const e = 5

BindingList: [
    { 
        identifier: 'a',
        value: 1
    },
    { 
        identifier: 'b',
        value: 2
    },
    { 
        identifier: 'c',
        value: 3
    },
    { 
        identifier: 'd',
        value: 4
    },
    { 
        identifier: 'e',
        value: 5
    }
]

A Syntax Error is an error that breaks the language's grammatical rules. They occur before the code's execution. Let's analyse the first Syntax Error.

• It is a Syntax Error if the BoundNames of BindingList contains "let".

The BoundNames of BindingList are the names of variables declared with let or const keywords.

let a = 1
let b = 2
let c = 3
const d = 4
const e = 5

BoundNames: ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']

A Syntax Error will occur when the BoundNames list contains “let”.

let let = 1 // SyntaxError: let is disallowed as a lexically bound name
const let = 1 // SyntaxError: let is disallowed as a lexically bound name

• It is a Syntax Error if the BoundNames of BindingList contains any duplicate entries.

It means we can't use the same names for variables declared with the let or const keywords if they are already used in that scope.

let a = 1
let a = 2 // SyntaxError: Identifier 'a' has already been declared

• It is a Syntax Error if Initializer is not present and IsConstantDeclaration of the LexicalDeclaration containing this LexicalBinding is true.

IsConstantDeclaration is an abstract operation in the standard that checks if the variable is declared with the const keyword. This rule could be decrypted like that: if IsConstantDeclaration is true and the variable doesn't have an Initializer, a Syntax Error will be returned.

const x; // SyntaxError: Missing initializer in const declaration

Another vital thing only related to the const keyword: variables declared with the const keyword can't be reassigned. It is not stated explicitly in the standard, but we can get it from the IsConstantDeclaration operation and the syntax rule that variables declared with the const keyword should always be initialised with the Initializer

const variable = 42
variable = 46 // TypeError: Assignment to constant variable

Variable Statement

Before 2015, when the ECMAScript 2015 wasn't released yet, only the var keyword was available to create a variable in JavaScript.

In the paragraph 14.3.2 Variable Statement of ECMAScript standard the following is stated:

A var statement declares variables scoped to the running execution context's VariableEnvironment. Var variables are created when their containing Environment Record is instantiated and are initialized to undefined when created. Within the scope of any VariableEnvironment a common BindingIdentifier may appear in more than one VariableDeclaration but those declarations collectively define only one variable. A variable defined by a VariableDeclaration with an Initializer is assigned the value of its Initializer's AssignmentExpression when the VariableDeclaration is executed, not when the variable is created.

I again explain it sentence by sentence.

A var statement declares variables scoped to the running execution context's VariableEnvironment.

This means that variables declared with the var keyword are either function-scoped if declared inside a function or global-scoped if declared outside any function.

let condition = true
if (condition) {
    var globalVariable = 'This is a global variable'
}

console.log(globalVariable ) // This is a global variable

function outerFunction() {
  // Outer Function Execution Context
  var outerVariable = 'This is an outer variable'
}

outerFunction()

// Global Execution Context
{
  // Environment Record
  {
    identifier: 'condition'
    value: true
  }
  {
    identifier: 'globalVariable'
    value: 'This is a global variable'
  }
  {
    identifier: 'outerFunction'
    value: Function
  }
  [[OuterEnv]]: null
}

// Outer Function Execution Context
{
  // Environment Record
  {
    identifier: 'outerVariable'
    value: 'This is an outer variable'
  }
  [[OuterEnv]]: Global Execution Context
}

Var variables are created when their containing Environment Record is instantiated and are initialized to undefined when created.

During the Creation Phase of the Execution Context variables are assigned the undefined value. The process of assigning the undefined to a variable during the Creation Phase is often referred to as "hoisting" or declaration hoisting. It is worth mentioning that the terms "hoisting" or declaration hoisting are not included in the standard. However, it is a convention used by many developers to explain the availability of variables "before" they were declared.

console.log(globalVariable) // undefined

var globalVariable = 'This is a global variable'

// Global Execution Context Creation Phase
{
  // Environment Record
  {
    identifier: 'globalVariable'
    value: undefined
  }
  [[OuterEnv]]: null
}

Sometimes, it is explained that the code example above is possible because variables declared with the var keyword are "moved" to the top of the scope. However, nothing is moved anywhere; it is only possible by assigning the undefined value to the variable during the Creation Phase of Execution Context.

Within the scope of any VariableEnvironment a common BindingIdentifier may appear in more than one VariableDeclaration but those declarations collectively define only one variable.

BindingIdentifier is a more specific type of the Identifier. We used the Identifier term before to explain the name of a variable. While Identifier also refers to the variable's name, BindingIdentifier is only used in the context of the declaration of variables (function or other data structure).

let variable = 42 // BindingIdentifier
console.log(variable )  // Identifier

Now, let's go back to explaining the sentence's meaning.

BindingIdentifier may appear in more than one VariableDeclaration

In the same scope, we can create multiple variables with the same name using the var keyword, whilst all these "variables" reference only one variable.

var variable = 42
var variable = 66
var variable = 2015

// Execution context
{
    // Environment Record
    {
        identifier: 'variable '
        value: 2015
    }
    [[OuterEnv]]: null
}

It may appear we declared three variables with the BindingIdentifier variable, but we just reassigned the original variable variable twice. First, we reassigned it from 42 to 66, then from 66 to 2015

A variable defined by a VariableDeclaration with an Initializer is assigned the value of its Initializer's AssignmentExpression when the VariableDeclaration is executed, not when the variable is created.

The variable's value (Initializer) is assigned to it during the Execution Phase, not the Creation Phase of the Execution Context. Variables declared with the let and const keywords behave identically.

var variable = 42

// Global Execution Context Creation Phase
{
    // Environment Record
    {
        identifier: variable
        value: undefined
    }
    [[OuterEnv]]: null
}

// Global Execution Context Execution Phase
{
    // Environment Record
    {
        identifier: variable
        value: 42
    }
    [[OuterEnv]]: null
}

Diffrences

To sum up the article, I would like to highlight the following differences:

Scope

The first difference between variables created with var, let, and const keywords is how they are scoped. Variables created with let and const are scoped to the LexicalEnvironment, meaning they are available in the Environment Record of a block, function, or the Global Execution Context. In contrast, variables created with var are scoped to the VariableEnvironment, meaning they are only available in the Environment Record of a function or the Global Execution Context.

Creation Phase of the Execution Context

During the Execution Context's Creation Phase, variables created with let and const are uninitialised, whilst var variables are assigned the undefined value. The state of let and const being uninitialised is sometimes referenced as a Temporal Dead Zone or TDZ. Also, the behaviour of var being assigned the undefined value is usually known as “hoisting”.

Default Initializer value

Variables created with let and var keywords are assigned the undefined value if Initializer is not provided. Meanwhile, const variables must always have Initializer.

Benennung von Variablen

Variablen, die mit dem Schlüsselwort var erstellt wurden, können doppelte Namen haben, da sie alle auf dieselbe Variable verweisen. Allerdings dürfen let- und const-Variablen keine doppelten Namen haben – dies führt zu einem Syntaxfehler.

Neuzuweisung des Variableninitialisierers

Variablen, die mit den Schlüsselwörtern let und var erstellt wurden, können ihren ursprünglichen Initialisierer (Wert) einem anderen zuweisen. Der Initialisierer von Konstantvariablen kann jedoch nicht neu zugewiesen werden.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonDie Unterschiede zwischen var, let und const durch das Prisma des ECMAScript-Standards.. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!