for循环中let与var的区别，块级作用域如何产生与迭代中变量i如何记忆上一步的猜想

我在前一篇讨论let与var区别的博客中，顺带一笔带过了let与var在for循环中的不同表现，虽然解释了是块级作用域的影响，但具体是怎么去影响的呢，我尝试的去理解了下，这篇博客主要从for循环步骤拆分的角度去理解两者的区别。

 一、一个简单的for循环问题与我思考后产生的问题

还是这段代码，分别用var与let去声明变量，得到的却是完全不同的结果，为什么？如果让你把这个东西清晰的讲给别人听，怎么去描述呢？

//使用var声明，得到3个3
var a = [];
for (var i = 0; i < 3; i++) {
  a[i] = function () {
    console.log(i);
  };
}
a[0](); //3
a[1](); //3
a[2](); //3
//使用let声明，得到0,1,2
var a = [];
for (let i = 0; i < 3; i++) {
  a[i] = function () {
    console.log(i);
  };
}
a[0](); //0
a[1](); //1
a[2](); //2

在弄懂这个问题前，我们得知道for循环是怎么执行的。首先，对于一个for循环，设置循环变量的地方是一个父作用域，而循环体代码在一个子作用域内；别忘了for循环还有条件判断，与循环变量的自增。

for循序的执行顺序是这样的：设置循环变量(var i = 0)  ==》循环判断(i<3)  ==》满足执行循环体 ==》循环变量自增(i++)

我们按照这个逻辑改写上面的for循环，以第一个var声明为例，结合父子作用域的特点，上面的代码可以理解为：

{
  //我是父作用域
  var i = 0;
  if (0 < 3) {
    a[0] = function () {
      //我是子作用域
      console.log(i);
    };
  };
  i++; //为1
  if (1 < 3) {
    a[1] = function () {
      console.log(i);
    };
  };
  i++; //为2
  if (2 < 3) {
    a[2] = function () {
      console.log(i);
    };
  };
  i++; //为3
  // 跳出循环
}
//调用N次指向都是最终的3
a[0](); //3
a[1](); //3
a[2](); //3

而当我们将模拟步骤代码中的声明方式由var修改为let后执行代码，结果发现输出的还是3个3！WTF???

按照模糊的理解，当for循环使用let时产生了块级作用域，每次循环块级作用域中的 i 都相互独立，并不像var那样全程共用了一个。

但是有个问题，子作用域中并没有let，何来的块级作用域，整个循环也就父作用域中使用了一次let i = 0；子作用域哪里来的块级作用域？

请教了下百度的同学，谈到了会不会是循环变量不止声明了一次，其实自己也考虑到了这个问题，for循环会不会因为使用let而改变了我们常规理解的执行顺序，自己又在子作用域用了let从而创造了块级作用域？抱着侥幸的心理还是打断点测试了一下：

可以看到，使用let还是一样，声明只有一次，之后就在后三个步骤中来回跳动了。

二、一个额外问题的暗示

如果说，在使用let的情况下产生了块级作用域，每次循环的i都是独立的一份，并不共用，那有个问题，第二次循环 i++ 自增时又是怎么知道上一个块级作用域中的 i 是多少的。这里得到的解释是从阮一峰ES6入门获取的。

JavaScript 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。

 那这就是JS引擎底层实现的问题了，我还真没法用自己的代码去模拟去实现，我们分别截图var与let断点情况下作用域的分布。

首先是var声明时，当函数执行时，只能在全局作用域中找到已被修改的变量i，此时已被修改为3

而当我们使用let声明时，子作用域本没有使用let，不应该是是块级作用域，但断点显示却是一个block作用域，而且可以确定的是整个for循环let i只声明了一次，但产生了三个块级作用域，每个作用域中的 i 均不相同。

 

那在子作用域中，我并没有使用let，这个块级作用域哪里开的，从JS引擎记录 i 的变换进行循环自增而我们却无法感知一样，我猜测，JS引擎在let的情况下，每次循环自己都创建了一个块级作用域并塞到了for循环里(毕竟子作用域里没用let)，所以才有了三次循环三个独立的块级作用域以及三个独立的 i。

这也只是我的猜测了，可能不对，如果有人能从JS底层实现给我解释就更好了。

PS：2019.4.19更新

之前对于for循环中使用let的步骤拆分推断，我们得到了两个结论以及一个猜想：

结论1：在for循环中使用let的情况下，由于块级作用域的影响，导致每次迭代过程中的 i 都是独立的存在。

结论2：既然说每次迭代的i都是独立的存在，那i自增又是怎么知道上次迭代的i是多少？这里通过ES6提到的，我们知道是js引擎底层进行了记忆。

猜测1：由于整个for循环的执行体中并没有使用let，但是执行中每次都产生了块级作用域，我猜想是由底层代码创建并塞给for执行体中。

由于写这篇博客的时候顺便给同事讲了let相关知识，同事今天也正好看了模拟底层实现的代码，这个做个补充：

还是上面的例子，我们在let情况下对for循环步骤拆分，代码如下：

var a = []; {
    //我是父作用域
    let i = 0;
    if (i < 3) {
        //这一步模拟底层实现
        let k = i;
        a[k] = function () {
            //我是子作用域
            console.log(k);
        };
    };
    i++; //为1
    if (i < 3) {
        let k = i;
        a[k] = function () {
            console.log(k);
        };
    };
    i++; //为2
    if (i < 3) {
        let k = i;
        a[k] = function () {
            console.log(k);
        };
    };
    i++; //为3
    // 跳出循环
}
a[0](); //0
a[1](); //1
a[2](); //2

上述代码中，每次迭代新增了let k = i这一步，且这一步由底层代码实现，我们看不到；

这一行代码起到两个作用，第一是产生了块级作用域，解释了这个块级作用域是怎么来的，由于块级的作用，导致3个k互不影响。

第二是通过赋值的行为让3个k都访问外部作用域的i，让三个k建立了联系，这也解释了自增时怎么知道上一步是多少。

这篇文章有点钻牛角尖了，不过有个问题在心头不解决是真的难受，大概如此了。

 PS：2019.11.28更新

谢谢博友 coltfoal 在基本数据类型与引用数据的概念上提供了一个有趣的例子，代码如下，猜猜输出什么：

var a = []
for (let y = {i: 0}; y.i < 3; y.i++) {
    a[y.i] = function () {
        console.log(y.i);
    };
};
a[0]();
a[1]();
a[2]();

你一定会好奇，为什么输出的是3个3，不是说let会创建一个块级作用域吗，我们还是一样的改成写模拟代码，如下：

var a = []; {
    //我是父作用域
    let y = {
        i: 0
    };
    if (y.i < 3) {
        //这一步模拟底层实现
        let k = y;
        a[k.i] = function () {
            //我是子作用域
            console.log(k.i);
        };
    };
    y.i++; //为1
    if (y.i < 3) {
        let k = y;
        a[k.i] = function () {
            console.log(k.i);
        };
    };
    y.i++; //为2
    if (y.i < 3) {
        let k = y;
        a[k.i] = function () {
            console.log(k.i);
        };
    };
    y.i++; //为3
    // 跳出循环
}
a[0](); //3
a[1](); //3
a[2](); //3

注意，在模拟代码中为let k = y而非let k = y.i。我们始终使用let声明一个新变量用于保存for循环中的初始变量y，以达到创建块级作用域的目的，即使y是一个对象。

那为什么有了块级作用域，最终结果还是相同呢，这就涉及了深/浅拷贝的问题。由于y属于引用数据类型，let k = y 本质上是保存了变量 y 指向值的引用地址，当循环完毕时，y中的 i 已自增为3。

变量k因为块级作用域的原因虽然也是三个不同的k，但不巧的是大家保存的是同一个引用地址，所以输出都是3了。

我们再次改写代码，说说会输出什么：

var a = []
var b = {i:0};
for (let y = b.i; y < 3; y++) {
    a[y] = function () {
        console.log(y);
    };
};
a[0]();
a[1]();
a[2]();

对深/浅拷贝有疑问可以阅读博主这篇博客 深拷贝与浅拷贝的区别，实现深拷贝的几种方法

若对JavaScript中基本数据类型，引用数据类型的存储有兴趣，可以阅读 JS 从内存空间谈到垃圾回收机制 这篇博客。