ES6函数参数默认值作用域的模拟原理实现与个人的一些推测

Posted 2021-12-28 echolun

一、函数参数默认值中模糊的独立作用域

我在ES6入门学习函数拓展这一篇博客中有记录，当函数的参数使用默认值时，参数会在初始化过程中产生一个独立的作用域，初始化完成作用域会消失；如果不使用参数默认值，不会产生这个作用域；产生疑问是因为这段代码：

var x = 1;
function foo(x, y = function () x = 2;) 
    var x = 3;
    y();
    console.log(x);
;
foo();//3
foo(4);//3
console.log(x);//1

老实说，关于这个独立作用域的描述十分抽象，当我的同事对于这问题述向我提出疑问时，我发现确实不能很好的给他解释这个问题，原因很简单，我也似懂非懂。对此我做了一些测试，并尝试去模拟实现这个作用域，便于说服同事以及我自己。

为什么var x=3始终输出3，为什么去掉var后始终输出2，这个独立的作用域到底是怎么回事？

如果你对于这个问题了如指掌，相关笔试题轻松解答，这篇文章就不那么重要了；但如果你对这个作用域跟我一样有一些疑虑，那可以跟着我的思路来理一理，那么本文开始。

二、ES6带来的块级作用域

在改写这段代码前，有必要先把块级作用域说清楚。

我们都知道，在ES6之前javascript只存在全局作用域与函数作用域这两类，更有趣的是当我们使用var去声明一个变量或者一个函数，本质上是在往window对象上新增属性：

var name = "听风是风";
var age = 26;
window.name; //‘听风是风‘
window.age; //26

这自然是不太好的做法，我们本想声明几个变量，结果原本干净的window对象被弄的一团糟，为了让变量声明与window对象不再有牵连，也是弥补变量提升等一些缺陷，ES6正式引入了let声明。

delete window.name;
let name = "听风是风";
window.name; //undefined

let还带来了一个比较重要的概念，块级作用域，当我们在一个花括号中使用let去声明一个变量，这个花括号就是一个块级作用域，块级作用域外无权访问这个变量。

    let x = 1;

console.log(x)//报错，x未声明

当你在这个块级作用域外层再次声明x时，外层作用域中的x与块级作用域中的x就是不同的两个x了，互不影响：

let x = 2; 

    let x = 1;
    console.log(x); //1

console.log(x) //2

var y = 1; 

    let y = 2

console.log(y) //1

但你不可以在同层作用域中使用let声明一个变量后再次var 或者再次let相同变量：

let x = 1;
var x; //报错,x已声明

let y = 1;
let y; //报错，y已声明

var z = 1;
let z; //报错，z已声明

块级作用域依旧存在作用域链，并不是说你变成了块级作用域就六亲不认了，谁也别想用我块级里面的变量：

    //父作用域
    let x = 1;
    let y = 1; 
    
        //子作用域
        console.log(x); //1
        x = 2;
        let y = 2;
        console.log(y); //2
    
    console.log(x); //2
    console.log(y);//1

上述代码中子作用域中没let x，父作用域还是允许子作用域中访问修改自己的x；父子作用域中都let y，那两个作用域中的y就是完全不相关的变量。

最后一点，很多概念都说，外(上)层作用域是无权访问块级作用域的变量，这句话其实有歧义，准确来说，是无权访问块级作用域中使用了let的变量，我的同事就误会了这点：

    let x = 1;
    var y = 2;
    z = 3;

console.log(y);//2
console.log(z);//3
console.log(x);//报错,x未定义

let x确实产生了一个块级作用域，但你只能限制外层访问产生块级作用域的x，我y用的var，z直接就全局，你们抓周树人跟我鲁迅有什么关系？这点千万要理解清楚。

介绍let可能花了点时间，明明是介绍函数参数默认值的作用域，怎么聊到let了。这是因为我在给同事说我的推测时，我发现他对于let存在部分误解，所以在理解我的思路上也花了一些时间。

 三、关于函数参数默认值独立作用域的推测与我的代码模拟思路

1.改写函数参数

我们都知道，函数的参数其实等同于在函数内部声明了一个局部变量，只是这个变量在函数调用时能与传递的参数一一对应进行赋值：

function fn(x) 
    console.log(x);
;
fn(1);
//等用于
function fn() 
    //函数内部声明了一个变量，传递的值会赋予给它
    var x = 1;
;
fn()

所以第一步，我将文章开头那段代码中的函数进行改写，将形参改写进函数内部：

function foo() 
    var x;
    var y = function () 
        x = 2;
    ;
    var x = 3;
    y();
    console.log(x);
;

2.模拟形参的独立作用域

改写后有个问题，此时形参与函数内部代码处于同一层作用域，这与我们得知的概念不太相符，概念传达的意思是，函数参数使用默认值，会拥有独立的作用域，所以我们用一个花括号将函数内代码隔离起来：

function foo() 
    var x;
    var y = function () 
        x = 2;
    ;
    
        var x = 3;
        y();
        console.log(x);
    
;

其次，由文章开头的代码结果我们已经得知，var x =3这一行代码，如果带了var ，函数体内x变量就与参数内的x互不影响了，永远输出3；如果把var去掉呢，就能继承并修改参数中的变量x了，此时x始终输出2，这个效果可以自己复制文章开头的原代码测试。

我在上文介绍let块级作用域时有提到块级作用域也是有作用域链的；父子块级作用域，如果子作用域自己let一个父作用域已声明的变量，那么两者就互不影响，如果子不声明这个变量，还是可以继承使用和修改父作用域的此变量。这个情况不就是示例代码的除去var和不除去var效果吗，只是我们还缺个块级作用域才能满足这个条件，所以我将var x =3前面的var修改成了let，整个代码修改完毕：

function foo() 
    //父作用域
    var x;
    var y = function () 
        x = 2;
    ;
    
        // 子块级作用域
        let x = 3;
        y();
        console.log(x);
    
;

你肯定要问，我为什么要把var改为let？并不是我根据结论强行倒推理，我在断点时发现了一个问题，带var的情况：

注意观察右边Scope的变化，当断点跑到var x = 3时，显示在block（块级作用域）下x是undefined，然后被赋值成了3，最后断点跑到console时，也是输出了block作用域下的x，而且在block作用域和local作用域中分别存在2个变量x，如下图：

 

函数内部明明没用let，也就是说，函数执行时，隐性创建了一个块级作用域包裹住了函数体内代码。当我把var去掉时，再看截图：

可以看到，当去掉var时，整个代码执行完，全程都不存在block作用域，而且从头到尾都只有local作用域下的一个x。

由此我推断var是产生块级作用域的原因，所以将x变量前的var改为了let。

3.模拟代码测试阶段：

我们最终修改后的代码就是这样：

var x = 1;
function foo() 
    var x;
    var y = function () 
        x = 2;
    ; 
    
        let x = 3;
        y();
        console.log(x);
    
;
foo(); //3
foo(4); //3
console.log(x); //1

带var分别输出3 3 1，我们把var 改成了let，也是输出3 3 1。去var输出2 2 1，我们把let去掉也是输出2 2 1，效果一模一样。

我们对比了修改前后，代码执行时scope的变化，是一模一样的，可以说模拟还算成功。

4.最终模拟版本

然后我又发现了一个改写的大问题：

function fn(x=x)
    
;
fn();//报错

这段代码是会报错的，它会提示你，x未声明就使用了，这是let声明常见的错误。但是如果按照我前面说的将形参移到函数体内用var声明，那就不会报错了：

function fn()
    var x = x;
;
fn()//不报错

function fn()
    let x = x;
;
fn()//报错

所以我上面的初始代码改写后的最终版本是这样：

var x = 1;
function foo() 
    let x;
    let y = function () 
        x = 2;
    ; 
    
        let x = 3;
        y();
        console.log(x);
    
;
foo(); //3
foo(4); //3
console.log(x); //1

这是执行效果图，仔细观察可以发现scope变化以及执行结果与没改之前一样，只是我觉得这样改写更为严谨。

 

四、最终结论与个人推测

所以我得到的最终结论是，并不是函数形参使用了默认值会产生独立的作用域，而是函数形参使用了默认值时，会让函数体内的var声明隐性产生一个块级作用域，从而变相导致了函数参数所在作用域被隔离。不使用参数默认值或函数体内不使用var声明不会产生此作用域。

我的改写模拟思路是这样：

第一步，形参如果用了默认值，将形参移到函数体内并用let声明它们；

第二步，如果此时没报错，再用花括号将原本的函数体代码包裹起来，再将花括号中的var声明修改成let声明。

function fn(x, y = x) 
    let x = 1;
    console.log(x);
;
//第一步：
function fn() 
    let x;
    let y = x;
    let x = 1;
    console.log(x);
;

比如上述这段代码，形参移动到函数体内其实你就已经会报错了，x变量被反复申明了，所以就没必要再用花括号包裹执行体代码了。

我大概总结出了以下几个规律(可以按照我的思路改写，方便理解)：

1.当函数形参声明了x，函数体内不能使用let再次声明x，否则会报错，原因参照函数改写步骤1。

var x = 1;
function fn(x)
    let x =1;//报错
;
fn();

2.当函数形参声明了x，函数体内再次使用var声明x时，函数体内会隐性创建一个块级作用域，这个作用域会包裹执行体代码，也变相导致参数有了一个独立的作用域，此时两个x互不影响，原因参照函数改写步骤2。

function fn(x =1)
    var x =2;
    console.log(x);//2
;
fn();

3.当函数形参声明了x，函数体内未使用var或者let去声明x，函数体内可以直接修改和使用参数x的，此时共用的是同一个变量x，块级作用域也存在作用域链。

var x =2;
function fn(y = x)
    x =3;
    console.log(y);//2
;
fn();
x//3

4.当函数形参未声明x，但是参数内又有参数默认值使用了x，此时会从全局作用域继承x。

var x = 1;
function fn(y=x)
    console.log(y);//1
;
fn();

那么到这里，我大概模拟了函数参数默认值时产生独立作用域的过程，同时按照我的理解去解释了它。也许我的推测与底层代码实现有所偏差，但是这个模拟过程能够很直观的去推测正确的执行结果。

我写这篇文章也是为了两个目的，第一如果在面试中遇到，我能更好的解释它，而不是似懂非懂；其次，在日常开发中使用函数参数默认值时，我能更清晰的写出符合我预期结果的代码，此时的你应该也能做到这两点了。

本文中所有的代码都是可测的，若有问题，或者更好的推测欢迎留言讨论。

那么就写到这里了，端午节快乐！