# 導論 ## 什么是 JavaScript 語言？ JavaScript 是一種輕量級的腳本語言。所謂“腳本語言”（script language），指的是它不具備開發操作系統的能力，而是只用來編寫控制其他大型應用程序（比如瀏覽器）的“腳本”。 JavaScript 也是一種嵌入式（embedded）語言。它本身提供的核心語法不算很多，只能用來做一些數學和邏輯運算。JavaScript 本身不提供任何與 I/O（輸入/輸出）相關的 API，都要靠宿主環境（host）提供，所以 JavaScript 只合適嵌入更大型的應用程序環境，去調用宿主環境提供的底層 API。 目前，已經嵌入 JavaScript 的宿主環境有多種，最常見的環境就是瀏覽器，另外還有服務器環境，也就是 Node 項目。 從語法角度看，JavaScript 語言是一種“對象模型”語言。各種宿主環境通過這個模型，描述自己的功能和操作接口，從而通過 JavaScript 控制這些功能。但是，JavaScript 并不是純粹的“面向對象語言”，還支持其他編程范式（比如函數式編程）。這導致幾乎任何一個問題，JavaScript 都有多種解決方法。閱讀本書的過程中，你會詫異于 JavaScript 語法的靈活性。 JavaScript 的核心語法部分相當精簡，只包括兩個部分：基本的語法構造（比如操作符、控制結構、語句）和標準庫（就是一系列具有各種功能的對象比如`Array`、`Date`、`Math`等）。除此之外，各種宿主環境提供額外的 API（即只能在該環境使用的接口），以便 JavaScript 調用。以瀏覽器為例，它提供的額外 API 可以分成三大類。 - 瀏覽器控制類：操作瀏覽器 - DOM 類：操作網頁的各種元素 - Web 類：實現互聯網的各種功能 如果宿主環境是服務器，則會提供各種操作系統的 API，比如文件操作 API、網絡通信 API等等。這些你都可以在 Node 環境中找到。 本書主要介紹 JavaScript 核心語法和瀏覽器網頁開發的基本知識，不涉及 Node。全書可以分成以下四大部分。 - 基本語法 - 標準庫 - 瀏覽器 API - DOM JavaScript 語言有多個版本。本書的內容主要基于 ECMAScript 5.1 版本，這是學習 JavaScript 語法的基礎。ES6 和更新的語法請參考我寫的[《ECMAScript 6入門》](http://es6.ruanyifeng.com/)。 ## 為什么學習 JavaScript？ JavaScript 語言有一些顯著特點，使得它非常值得學習。它既適合作為學習編程的入門語言，也適合當作日常開發的工作語言。它是目前最有希望、前途最光明的計算機語言之一。 ### 操控瀏覽器的能力 JavaScript 的發明目的，就是作為瀏覽器的內置腳本語言，為網頁開發者提供操控瀏覽器的能力。它是目前唯一一種通用的瀏覽器腳本語言，所有瀏覽器都支持。它可以讓網頁呈現各種特殊效果，為用戶提供良好的互動體驗。 目前，全世界幾乎所有網頁都使用 JavaScript。如果不用，網站的易用性和使用效率將大打折扣，無法成為操作便利、對用戶友好的網站。 對于一個互聯網開發者來說，如果你想提供漂亮的網頁、令用戶滿意的上網體驗、各種基于瀏覽器的便捷功能、前后端之間緊密高效的聯系，JavaScript 是必不可少的工具。 ### 廣泛的使用領域 近年來，JavaScript 的使用范圍，慢慢超越了瀏覽器，正在向通用的系統語言發展。 **（1）瀏覽器的平臺化** 隨著 HTML5 的出現，瀏覽器本身的功能越來越強，不再僅僅能瀏覽網頁，而是越來越像一個平臺，JavaScript 因此得以調用許多系統功能，比如操作本地文件、操作圖片、調用攝像頭和麥克風等等。這使得 JavaScript 可以完成許多以前無法想象的事情。 **（2）Node** Node 項目使得 JavaScript 可以用于開發服務器端的大型項目，網站的前后端都用 JavaScript 開發已經成為了現實。有些嵌入式平臺（Raspberry Pi）能夠安裝 Node，于是 JavaScript 就能為這些平臺開發應用程序。 **（3）數據庫操作** JavaScript 甚至也可以用來操作數據庫。NoSQL 數據庫這個概念，本身就是在 JSON（JavaScript Object Notation）格式的基礎上誕生的，大部分 NoSQL 數據庫允許 JavaScript 直接操作。基于 SQL 語言的開源數據庫 PostgreSQL 支持 JavaScript 作為操作語言，可以部分取代 SQL 查詢語言。 **（4）移動平臺開發** JavaScript 也正在成為手機應用的開發語言。一般來說，安卓平臺使用 Java 語言開發，iOS 平臺使用 Objective-C 或 Swift 語言開發。許多人正在努力，讓 JavaScript 成為各個平臺的通用開發語言。 PhoneGap 項目就是將 JavaScript 和 HTML5 打包在一個容器之中，使得它能同時在 iOS 和安卓上運行。Facebook 公司的 React Native 項目則是將 JavaScript 寫的組件，編譯成原生組件，從而使它們具備優秀的性能。 Mozilla 基金會的手機操作系統 Firefox OS，更是直接將 JavaScript 作為操作系統的平臺語言，但是很可惜這個項目沒有成功。 **（5）內嵌腳本語言** 越來越多的應用程序，將 JavaScript 作為內嵌的腳本語言，比如 Adobe 公司的著名 PDF 閱讀器 Acrobat、Linux 桌面環境 GNOME 3。 **（6）跨平臺的桌面應用程序** Chromium OS、Windows 8 等操作系統直接支持 JavaScript 編寫應用程序。Mozilla 的 Open Web Apps 項目、Google 的 [Chrome App 項目](http://developer.chrome.com/apps/about_apps)、GitHub 的 [Electron 項目](http://electron.atom.io/)、以及 [TideSDK 項目](http://tidesdk.multipart.net/docs/user-dev/generated/)，都可以用來編寫運行于 Windows、Mac OS 和 Android 等多個桌面平臺的程序，不依賴瀏覽器。 **（7）小結** 可以預期，JavaScript 最終將能讓你只用一種語言，就開發出適應不同平臺（包括桌面端、服務器端、手機端）的程序。早在2013年9月的[統計](http://adambard.com/blog/top-github-languages-for-2013-so-far/)之中，JavaScript 就是當年 GitHub 上使用量排名第一的語言。 著名程序員 Jeff Atwood 甚至提出了一條 [“Atwood 定律”](http://www.codinghorror.com/blog/2007/07/the-principle-of-least-power.html)： > “所有可以用 JavaScript 編寫的程序，最終都會出現 JavaScript 的版本。”(Any application that can be written in JavaScript will eventually be written in JavaScript.) ### 易學性 相比學習其他語言，學習 JavaScript 有一些有利條件。 **（1）學習環境無處不在** 只要有瀏覽器，就能運行 JavaScript 程序；只要有文本編輯器，就能編寫 JavaScript 程序。這意味著，幾乎所有電腦都原生提供 JavaScript 學習環境，不用另行安裝復雜的 IDE（集成開發環境）和編譯器。 **（2）簡單性** 相比其他腳本語言（比如 Python 或 Ruby），JavaScript 的語法相對簡單一些，本身的語法特性并不是特別多。而且，那些語法中的復雜部分，也不是必需要學會。你完全可以只用簡單命令，完成大部分的操作。 **（3）與主流語言的相似性** JavaScript 的語法很類似 C/C++ 和 Java，如果學過這些語言（事實上大多數學校都教），JavaScript 的入門會非常容易。 必須說明的是，雖然核心語法不難，但是 JavaScript 的復雜性體現在另外兩個方面。 首先，它涉及大量的外部 API。JavaScript 要發揮作用，必須與其他組件配合，這些外部組件五花八門，數量極其龐大，幾乎涉及網絡應用的各個方面，掌握它們絕非易事。 其次，JavaScript 語言有一些設計缺陷。某些地方相當不合理，另一些地方則會出現怪異的運行結果。學習 JavaScript，很大一部分時間是用來搞清楚哪些地方有陷阱。Douglas Crockford 寫過一本有名的書，名字就叫[《JavaScript: The Good Parts》](http://javascript.crockford.com/)，言下之意就是這門語言不好的地方很多，必須寫一本書才能講清楚。另外一些程序員則感到，為了更合理地編寫 JavaScript 程序，就不能用 JavaScript 來寫，而必須發明新的語言，比如 CoffeeScript、TypeScript、Dart 這些新語言的發明目的，多多少少都有這個因素。 盡管如此，目前看來，JavaScript 的地位還是無法動搖。加之，語言標準的快速進化，使得 JavaScript 功能日益增強，而語法缺陷和怪異之處得到了彌補。所以，JavaScript 還是值得學習，況且它的入門真的不難。 ### 強大的性能 JavaScript 的性能優勢體現在以下方面。 **（1）靈活的語法，表達力強。** JavaScript 既支持類似 C 語言清晰的過程式編程，也支持靈活的函數式編程，可以用來寫并發處理（concurrent）。這些語法特性已經被證明非常強大，可以用于許多場合，尤其適用異步編程。 JavaScript 的所有值都是對象，這為程序員提供了靈活性和便利性。因為你可以很方便地、按照需要隨時創造數據結構，不用進行麻煩的預定義。 JavaScript 的標準還在快速進化中，并不斷合理化，添加更適用的語法特性。 **（2）支持編譯運行。** JavaScript 語言本身，雖然是一種解釋型語言，但是在現代瀏覽器中，JavaScript 都是編譯后運行。程序會被高度優化，運行效率接近二進制程序。而且，JavaScript 引擎正在快速發展，性能將越來越好。 此外，還有一種 WebAssembly 格式，它是 JavaScript 引擎的中間碼格式，全部都是二進制代碼。由于跳過了編譯步驟，可以達到接近原生二進制代碼的運行速度。各種語言（主要是 C 和 C++）通過編譯成 WebAssembly，就可以在瀏覽器里面運行。 **（3）事件驅動和非阻塞式設計。** JavaScript 程序可以采用事件驅動（event-driven）和非阻塞式（non-blocking）設計，在服務器端適合高并發環境，普通的硬件就可以承受很大的訪問量。 ### 開放性 JavaScript 是一種開放的語言。它的標準 ECMA-262 是 ISO 國際標準，寫得非常詳盡明確；該標準的主要實現（比如 V8 和 SpiderMonkey 引擎）都是開放的，而且質量很高。這保證了這門語言不屬于任何公司或個人，不存在版權和專利的問題。 語言標準由 TC39 委員會負責制定，該委員會的運作是透明的，所有討論都是開放的，會議記錄都會對外公布。 不同公司的 JavaScript 運行環境，兼容性很好，程序不做調整或只做很小的調整，就能在所有瀏覽器上運行。 ### 社區支持和就業機會 全世界程序員都在使用 JavaScript，它有著極大的社區、廣泛的文獻和圖書、豐富的代碼資源。絕大部分你需要用到的功能，都有多個開源函數庫可供選用。 作為項目負責人，你不難招聘到數量眾多的 JavaScript 程序員；作為開發者，你也不難找到一份 JavaScript 的工作。 ## 實驗環境 本教程包含大量的示例代碼，只要電腦安裝了瀏覽器，就可以用來實驗了。讀者可以一邊讀一邊運行示例，加深理解。 推薦安裝 Chrome 瀏覽器，它的“開發者工具”（Developer Tools）里面的“控制臺”（console），就是運行 JavaScript 代碼的理想環境。 進入 Chrome 瀏覽器的“控制臺”，有兩種方法。 - 直接進入：按下`Option + Command + J`（Mac）或者`Ctrl + Shift + J`（Windows / Linux） - 開發者工具進入：開發者工具的快捷鍵是 F12，或者`Option + Command + I`（Mac）以及`Ctrl + Shift + I`（Windows / Linux），然后選擇 Console 面板 進入控制臺以后，就可以在提示符后輸入代碼，然后按`Enter`鍵，代碼就會執行。如果按`Shift + Enter`鍵，就是代碼換行，不會觸發執行。建議閱讀本教程時，將代碼復制到控制臺進行實驗。 作為嘗試，你可以將下面的程序復制到“控制臺”，按下回車后，就可以看到運行結果。 ```javascript function greetMe(yourName) { console.log('Hello ' + yourName); } greetMe('World') // Hello World ```