导论

  • 2017-09-09
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概述

目录

内容简介

本书全面介绍 JavaScript 核心语法,从最简单的开始讲起,循序渐进、由浅入深,力求清晰易懂。所有章节都带有大量的代码实例,便于理解和模仿,可以用到实际项目中,即学即用。

本书适合初学者当作 JavaScript 语言的入门教程,也适合当作日常使用的参考手册。

自序

我想写这本书,主要原因是自己需要。

编程时,往往需要查阅资料,确定准确用法。理想的 JavaScript 参考书,应该简明易懂,一目了然,告诉我有哪些注意点,提供代码范例。如果涉及重要概念,还应该适当讲解。可是大多数时候,现实都不是如此。找到的资料冗长难懂,抓不住重点,有时还很陈旧,跟不上语言标准和浏览器的快速发展,且大多数是英文资料。

学习过程中,我做了很多 JavaScript 笔记。多年累积,数量相当庞大。遇到问题,我首先查自己的笔记,如果笔记里没有,再到网上查,最后回过头把笔记补全。终于有一天,我意识到可以把笔记做成书,这就是这本书的由来。

正因为脱胎于笔记,这本教程跟其他 JavaScript 书籍有所不同。作为教程,本书对所有重要概念都进行了讲解,努力把复杂的问题讲得简单,希望一两分钟内就能抓住重点。本书还可以作为参考手册,罗列了主要用法和各种 API 接口,并给出可以立即运行的代码。所有章节按照语言的 API 编排,方便以后的查阅。

如果你发现某处出现陌生的新概念,请不要担心,可以继续阅读下去。以后查阅这些章节的时候,你会发现很方便找到某个知识点相关的所有内容。

什么是 JavaScript 语言?

JavaScript 是一种轻量级的脚本语言。所谓“脚本语言”,指的是它不具备开发操作系统的能力,而是只用来编写控制其他大型应用程序的“脚本”。

JavaScript 是一种嵌入式(embedded)语言。它本身提供的核心语法不算很多,只能用来做一些数学和逻辑运算。JavaScript 本身不提供任何与 I/O(输入/输出)相关的 API,都要靠宿主环境(host)提供,所以 JavaScript 只合适嵌入更大型的应用程序环境,去调用宿主环境提供的底层 API。

目前,已经嵌入 JavaScript 的宿主环境有多种,最常见的环境就是浏览器,另外还有服务器环境,也就是 Node 项目。

从语法角度看,JavaScript语言是一种“对象模型”语言。各种宿主环境通过这个模型,描述自己的功能和操作接口,从而通过 JavaScript 控制这些功能。但是,JavaScript 并不是纯粹的“面向对象语言”,还支持其他编程范式(比如函数式编程)。这导致几乎任何一个问题,JavaScript 都有多种解决方法。阅读本书的过程中,你会震惊地发现,JavaScript 语法是多么的灵活。

JavaScript 的核心语法部分相当精简,只包括两个部分:基本的语法构造(比如操作符、控制结构、语句)和标准库(就是一系列具有各种功能的对象比如ArrayDateMath等)。除此之外,各种宿主环境提供额外的 API(即只能在该环境使用的接口),以便 JavaScript 调用。以浏览器为例,它提供的额外 API 可以分成三大类。

  • 浏览器控制类:操作浏览器
  • DOM 类:操作网页的各种元素
  • Web 类:实现互联网的各种功能

如果宿主环境是服务器,则会提供各种操作系统的 API,比如文件操作 API、网络通信 API等等。这些你都可以在 Node 环境中找到。

本书主要介绍 JavaScript 核心语法和浏览器网页开发的基本知识,不涉及 Node。全书可以分成以下四大部分。

  • 基本语法
  • 标准库
  • 浏览器 API
  • DOM

JavaScript 语言有多个版本。本书的内容基于 ECMAScript 5.1 版本,这是最普遍支持的版本,也是学习 JavaScript 的基础。ES6 和更新的语法请参考我写的《ECMAScript 6入门》

为什么学习 JavaScript?

JavaScript 语言有一些显著特点,使得它非常值得学习。它既适合作为学习编程的入门语言,也适合当作日常开发的工作语言。它是目前最有希望、前途最光明的计算机语言之一。

操控浏览器的能力

JavaScript 的发明目的,就是作为浏览器的内置脚本语言,为网页开发者提供操控浏览器的能力。它是目前唯一一种通用的浏览器脚本语言,所有浏览器都支持。它可以让网页呈现各种特殊效果,为用户提供良好的互动体验。

目前,全世界几乎所有网页都使用 JavaScript。如果不用,网站的易用性和使用效率将大打折扣,无法成为操作便利、对用户友好的网站。

对于一个互联网开发者来说,如果你想提供漂亮的网页、令用户满意的上网体验、各种基于浏览器的便捷功能、前后端之间紧密高效的联系,JavaScript 是必不可少的工具。

广泛的使用领域

近年来,JavaScript 的使用范围,慢慢超越了浏览器,正在向通用的系统语言发展。

(1)浏览器的平台化

随着 HTML5 的出现,浏览器本身的功能越来越强,不再仅仅能浏览网页,而是越来越像一个平台,JavaScript 因此得以调用许多系统功能,比如操作本地文件、操作图片、调用摄像头和麦克风等等。这使得 JavaScript 可以完成许多以前无法想象的事情。

(2)Node

Node 项目使得 JavaScript 可以用于开发服务器端的大型项目,网站的前后端都用 JavaScript 开发已经成为了现实。有些嵌入式平台(Raspberry Pi)能够安装 Node,于是 JavaScript 就能为这些平台开发应用程序。

(3)数据库操作

JavaScript 甚至也可以用来操作数据库。NoSQL 数据库这个概念,本身就是在 JSON(JavaScript Object Notation,JavaScript 对象表示法)格式的基础上诞生的,大部分 NoSQL 数据库允许 JavaScript 直接操作。基于 SQL 语言的开源数据库 PostgreSQL 支持 JavaScript 作为操作语言,可以部分取代 SQL 查询语言。

(4)跨移动平台

JavaScript 也正在成为手机应用的开发语言。一般来说,安卓平台使用 Java 语言开发,iOS 平台使用 Objective-C 或 Swift 语言开发。许多人正在努力,让 JavaScript 成为各个平台的通用开发语言。

PhoneGap 项目就是将 JavaScript 和 HTML5 打包在一个容器之中,使得它能同时在 iOS 和安卓上运行。Facebook 公司的 React Native 项目则是将 JavaScript 写的组件,编译成原生组件,从而使它们具备优秀的性能。

Mozilla 基金会的手机操作系统 Firefox OS,更是直接将 JavaScript 作为操作系统的平台语言。

(5)内嵌脚本语言

越来越多的应用程序,将 JavaScript 作为内嵌的脚本语言,比如 Adobe 公司的著名 PDF 阅读器 Acrobat、Linux 桌面环境 GNOME 3。

(6)跨平台的桌面应用程序

Chromium OS、Windows 8 等操作系统直接支持 JavaScript 编写应用程序。Mozilla 的 Open Web Apps 项目、Google 的 Chrome App 项目、Github 的 Electron 项目、以及 TideSDK 项目,都可以用来编写运行于 Windows、Mac OS 和 Android 等多个桌面平台的程序,不依赖浏览器。

(7)小结

可以预期,JavaScript最终将能让你只用一种语言,就开发出适应不同平台(包括桌面端、服务器端、手机端)的程序。早在2013年9月的统计之中,JavaScript 就是当年 Github 上使用量排名第一的语言。

著名程序员 Jeff Atwood 甚至提出了一条 “Atwood 定律”

“所有可以用 JavaScript 编写的程序,最终都会出现 JavaScript 的版本。”(Any application that can be written in JavaScript will eventually be written in JavaScript.)

易学性

相比学习其他语言,学习 JavaScript 有一些有利条件。

(1)学习环境无处不在

只要有浏览器,就能运行JavaScript程序;只要有文本编辑器,就能编写JavaScript程序。这意味着,几乎所有电脑都原生提供JavaScript学习环境,不用另行安装复杂的IDE(集成开发环境)和编译器。

(2)简单性

相比其他脚本语言(比如 Python 或 Ruby),JavaScript 的语法相对简单一些,本身的语法特性并不是特别多。而且,那些语法中的复杂部分,也不是必需要学会。你完全可以只用简单命令,完成大部分的操作。

(3)与主流语言的相似性

JavaScript 的语法很类似 C/C++ 和 Java,如果学过这些语言(事实上大多数学校都教),JavaScript 的入门会非常容易。

必须说明的是,虽然核心语法不难,但是 JavaScript 的复杂性体现在另外两个方面。

首先,它涉及大量的外部 API。JavaScript 要发挥作用,必须与其他组件配合,这些外部组件五花八门,数量极其庞大,几乎涉及网络应用的各个方面,掌握它们绝非易事。

其次,JavaScript 语言有一些设计缺陷。某些地方相当不合理,另一些地方则会出现怪异的运行结果。学习 JavaScript,很大一部分时间是用来搞清楚哪些地方有陷阱。Douglas Crockford 写过一本有名的书,名字就叫《JavaScript: The Good Parts》,言下之意就是这门语言不好的地方很多,必须写一本书才能讲清楚。另外一些程序员则感到,为了更合理地编写 JavaScript 程序,就不能用 JavaScript 来写,而必须发明新的语言,比如 CoffeeScript、TypeScript、Dart 这些新语言的发明目的,多多少少都有这个因素。

尽管如此,目前看来,JavaScript 的地位还是无法动摇。加之,语言标准的快速进化,使得 JavaScript 功能日益增强,而语法缺陷和怪异之处得到了弥补。所以,JavaScript 还是值得学习,况且它的入门真的不难。

强大的性能

JavaScript 的性能优势体现在以下方面。

(1)灵活的语法,表达力强。

JavaScript 既支持类似 C 语言清晰的过程式编程,也支持灵活的函数式编程。可以用来写并发处理(concurrent)。这些语法特性已经被证明非常强大,可以用于许多场合,尤其适用异步编程。

JavaScript 的所有值都是对象,这为程序员提供了灵活性和便利性。因为你可以很方便地、按照需要随时创造数据结构,不用进行麻烦的预定义。

JavaScript 的标准还在快速进化中,并不断合理化,并添加更适用的语法特性。

(2)支持编译运行。

JavaScript 语言本身,虽然是一种解释型语言,但是在现代浏览器中,JavaScript 都是编译后运行。程序会被高度优化,运行效率接近二进制程序。而且,JavaScript 引擎正在快速发展,性能将越来越好。

(3)事件驱动和非阻塞式设计。

JavaScript 程序可以采用事件驱动(event-driven)和非阻塞式(non-blocking)设计,在服务器端适合高并发环境,普通的硬件就可以承受很大的访问量。

开放性

JavaScript 是一种开放的语言。它的标准 ECMA-262 是 ISO 国际标准,写得非常详尽明确;该标准的主要实现(比如 V8 和 SpiderMonkey 引擎)都是开放的,而且质量很高。这保证了这门语言不属于任何公司或个人,不存在版权和专利的问题。

语言标准由 TC39 委员会负责制定,该委员会的运作是透明的,所有讨论都是开放的,会议记录都会对外公布。

不同公司的 JavaScript 运行环境,兼容性很好,程序不做调整或只做很小的调整,就能在所有浏览器上运行。

社区支持和就业机会

全世界程序员都在使用 JavaScript,它有着极大的社区、广泛的文献和图书、丰富的代码资源。绝大部分你需要用到的功能,都有多个开源函数库可供选用。

作为项目负责人,你不难招聘到数量众多的 JavaScript 程序员;作为开发者,你也不难找到一份 JavaScript 的工作。

实验环境

JavaScript 的上手非常方便,只要电脑安装了浏览器,就可以用来实验了。只要打开 Chrome 浏览器的“开发者工具”(Developer Tools),就可以在它的“控制台”(console)运行 JavaScript 代码。

进入“控制台”,有两种方法。

  • 快捷键。在 Chrome 浏览器中,直接按Option + Command + J(Mac)或者Ctrl + Shift + J(Windows / Linux)。
  • 菜单。从“工具”(Tools)菜单中打开“开发者工具”,然后点击 Console 选项卡。“开发者工具”的快捷键是 F12,或者Option + Command + I(Mac)以及Ctrl + Shift + I(Windows / Linux)。

进入控制台以后,就可以在提示符后输入代码,然后按Enter键,代码就会执行。如果按Shift + Enter键,就是代码换行,不会触发执行。建议阅读本教程时,将代码复制到控制台进行实验。

将下面的程序复制到“控制台”,按下回车后,就可以看到运行结果。

function greetMe(yourName) {
  console.log('Hello ' + yourName);
}

greetMe('World')
// Hello World

许可证

本教程采用创意共享“署名—非商业性使用”许可证(Creative Commons Attribution-NonCommercial license)。所有内容不仅可以免费阅读,还可以自由使用(比如转载),只需遵守两个条件:

  • 署名:必须保留原作者的署名。
  • 非商业性使用:除非得到正式许可,否则不得用于商业目的。

事实上,你还可以得到这本教程的源码。它就放在Github上,欢迎克隆和提交Pull Request。

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