【ITニュース解説】The Temporal Dead Zone, or why the TypeScript codebase is full of var statements

ソフトウェア開発の世界では、JavaScriptというプログラミング言語が広く使われている。このJavaScriptで変数を宣言するには、主にvar、let、constという三つのキーワードが使われる。これらのキーワードはそれぞれ異なる特徴を持っており、特にletとconstが導入されたことで、より安全で予測可能なコードを書けるようになった。

もともとJavaScriptにはvarしかなかったが、このvarにはいくつかの癖があった。たとえば、varで宣言された変数は、その変数が宣言された場所よりも前に使ってもエラーにならず、値がundefinedとして扱われるという挙動がある。この現象は「ホイスティング」と呼ばれ、変数の宣言がスコープの先頭に持ち上げられるかのように見えるためだ。しかし、このホイスティングによって、意図しない場所で変数が使われてしまい、予期せぬバグにつながることがあった。

このvarの問題点を解決するために、新しくletとconstが導入された。letとconstは、varとは異なり「ブロックスコープ」という範囲で有効になる。これは、波括弧{}で囲まれたブロック内で宣言された変数は、そのブロックの外からはアクセスできない、ということを意味する。さらに重要なのは、letとconstで宣言された変数には「Temporal Dead Zone（TDZ）」、日本語では「一時的デッドゾーン」と呼ばれる期間がある点だ。

Temporal Dead Zoneとは、letやconstで宣言された変数が、そのスコープの開始から実際に初期化（値が割り当てられる）されるまでの間、アクセスできない期間のことを指す。この期間中に変数にアクセスしようとすると、参照エラーが発生する。これはvarのホイスティングによる問題を防ぎ、より厳密なコードの記述を促すための重要な仕組みだ。例えば、変数を宣言する前に使おうとすると、varの場合はundefinedとなるが、letやconstの場合はTDZのためエラーになる。この厳密さによって、開発者は変数の使用タイミングをより意識するようになり、コードの品質が向上する。

さて、TypeScriptというプログラミング言語がある。TypeScriptは、JavaScriptに「型」という概念を導入し、大規模なアプリケーション開発をより効率的かつ安全に行うために作られた。TypeScriptで書かれたコードは、最終的にWebブラウザやNode.jsなどの環境で実行できるJavaScriptコードに変換（コンパイル）される。このコンパイルの際、開発者はTypeScriptのコードをどのようなバージョンのJavaScriptに変換するか指定できる。例えば、比較的古いJavaScriptのバージョンであるES5に変換することを選択することも多い。

ここで問題が生じる。TypeScriptのコードでletやconstを使っていても、ES5にはこれらのキーワードが存在しない。ES5で変数を宣言する方法はvarしかないため、TypeScriptコンパイラはletやconstで書かれた部分をvarに変換する必要がある。しかし、単純にletやconstをvarに置き換えるだけでは、先ほど説明したTemporal Dead Zoneの挙動を再現できない。もしTDZを無視してvarに変換してしまうと、TypeScriptで書いた時にはエラーになるはずのコードが、コンパイル後のJavaScriptではエラーにならずに実行されてしまう可能性が出てくる。これは、TypeScriptが提供するはずの安全性を損なうことになる。

このTDZの問題を解決するためには、TypeScriptコンパイラがletやconstのTDZをエミュレートする（模倣する）ような、複雑なJavaScriptコードを生成する必要がある。例えば、変数の宣言を工夫したり、特定のタイミングでエラーを発生させるための追加のコードを埋め込んだりするなどだ。しかし、このような複雑な変換ロジックは、コンパイラ自体の実装を複雑にし、生成されるJavaScriptコードの可読性も低下させる。

ここで、記事の核心に迫る。実はTypeScriptコンパイラそのものが書かれているコードベース、つまりTypeScriptの開発チームがTypeScriptコンパイラを作るために書いているTypeScriptコードでは、意図的にvarが多用されているのだ。これはなぜかというと、TypeScriptコンパイラ自身がvarを使って変数を宣言すれば、ES5などの古いJavaScriptバージョンにコンパイルされる際に、TDZに関する複雑な変換を考慮する必要がなくなるからだ。

TypeScriptの開発者は、コンパイラ内部のコードでvarを使うことで、自分たちのコードがJavaScriptにコンパイルされる際に、letやconstのTDZをエミュレートする複雑な処理を回避できる。これにより、コンパイラのコードがよりシンプルになり、保守しやすくなるというメリットがある。彼らは、コンパイラ内部のコードではvarのホイスティングなどの挙動を完全に理解し、それを考慮した上でコードを書いているため、問題は発生しない。

まとめると、この話は私たちが普段TypeScriptを使ってアプリケーションを開発する際の推奨事項とは異なる、TypeScriptコンパイラという「ツールを作る側」の工夫に関するものだ。私たちがアプリケーションを開発する際には、引き続きletやconstを使って、Temporal Dead Zoneによってもたらされる安全性と予測可能性を享受することが推奨される。しかし、TypeScriptコンパイラの開発チームは、自分たちのプロダクトをより効率的に、そしてシンプルに保つために、古いvarを戦略的に活用している、という興味深い事例なのだ。これは、技術的な制約や目標に応じて、最適なプログラミングスタイルが異なることを示している。

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