# ECMAScript 6 簡介 ECMAScript 6.0（以下簡稱 ES6）是 JavaScript 語言的下一代標準，已經在 2015 年 6 月正式發布了。它的目標，是使得 JavaScript 語言可以用來編寫復雜的大型應用程序，成為企業級開發語言。 ## ECMAScript 和 JavaScript 的關系 一個常見的問題是，ECMAScript 和 JavaScript 到底是什么關系？ 要講清楚這個問題，需要回顧歷史。1996 年 11 月，JavaScript 的創造者 Netscape 公司，決定將 JavaScript 提交給國際標準化組織 ECMA，希望這種語言能夠成為國際標準。次年，ECMA 發布 262 號標準文件（ECMA-262）的第一版，規定了瀏覽器腳本語言的標準，并將這種語言稱為 ECMAScript，這個版本就是 1.0 版。 該標準從一開始就是針對 JavaScript 語言制定的，但是之所以不叫 JavaScript，有兩個原因。一是商標，Java 是 Sun 公司的商標，根據授權協議，只有 Netscape 公司可以合法地使用 JavaScript 這個名字，且 JavaScript 本身也已經被 Netscape 公司注冊為商標。二是想體現這門語言的制定者是 ECMA，不是 Netscape，這樣有利于保證這門語言的開放性和中立性。 因此，ECMAScript 和 JavaScript 的關系是，前者是后者的規格，后者是前者的一種實現（另外的 ECMAScript 方言還有 Jscript 和 ActionScript）。日常場合，這兩個詞是可以互換的。 ## ES6 與 ECMAScript 2015 的關系 ECMAScript 2015（簡稱 ES2015）這個詞，也是經常可以看到的。它與 ES6 是什么關系呢？ 2011 年，ECMAScript 5.1 版發布后，就開始制定 6.0 版了。因此，ES6 這個詞的原意，就是指 JavaScript 語言的下一個版本。 但是，因為這個版本引入的語法功能太多，而且制定過程當中，還有很多組織和個人不斷提交新功能。事情很快就變得清楚了，不可能在一個版本里面包括所有將要引入的功能。常規的做法是先發布 6.0 版，過一段時間再發 6.1 版，然后是 6.2 版、6.3 版等等。 但是，標準的制定者不想這樣做。他們想讓標準的升級成為常規流程：任何人在任何時候，都可以向標準委員會提交新語法的提案，然后標準委員會每個月開一次會，評估這些提案是否可以接受，需要哪些改進。如果經過多次會議以后，一個提案足夠成熟了，就可以正式進入標準了。這就是說，標準的版本升級成為了一個不斷滾動的流程，每個月都會有變動。 標準委員會最終決定，標準在每年的 6 月份正式發布一次，作為當年的正式版本。接下來的時間，就在這個版本的基礎上做改動，直到下一年的 6 月份，草案就自然變成了新一年的版本。這樣一來，就不需要以前的版本號了，只要用年份標記就可以了。 ES6 的第一個版本，就這樣在 2015 年 6 月發布了，正式名稱就是《ECMAScript 2015 標準》（簡稱 ES2015）。2016 年 6 月，小幅修訂的《ECMAScript 2016 標準》（簡稱 ES2016）如期發布，這個版本可以看作是 ES6.1 版，因為兩者的差異非常小（只新增了數組實例的`includes`方法和指數運算符），基本上是同一個標準。根據計劃，2017 年 6 月發布 ES2017 標準。 因此，ES6 既是一個歷史名詞，也是一個泛指，含義是 5.1 版以后的 JavaScript 的下一代標準，涵蓋了 ES2015、ES2016、ES2017 等等，而 ES2015 則是正式名稱，特指該年發布的正式版本的語言標準。本書中提到 ES6 的地方，一般是指 ES2015 標準，但有時也是泛指“下一代 JavaScript 語言”。 ## 語法提案的批準流程 任何人都可以向標準委員會（又稱 TC39 委員會）提案，要求修改語言標準。 一種新的語法從提案到變成正式標準，需要經歷五個階段。每個階段的變動都需要由 TC39 委員會批準。 - Stage 0 - Strawman（展示階段） - Stage 1 - Proposal（征求意見階段） - Stage 2 - Draft（草案階段） - Stage 3 - Candidate（候選人階段） - Stage 4 - Finished（定案階段） 一個提案只要能進入 Stage 2，就差不多肯定會包括在以后的正式標準里面。ECMAScript 當前的所有提案，可以在 TC39 的官方網站[Github.com/tc39/ecma262](https://github.com/tc39/ecma262)查看。 本書的寫作目標之一，是跟蹤 ECMAScript 語言的最新進展，介紹 5.1 版本以后所有的新語法。對于那些明確或很有希望，將要列入標準的新語法，都將予以介紹。 ## ECMAScript 的歷史 ES6 從開始制定到最后發布，整整用了 15 年。 前面提到，ECMAScript 1.0 是 1997 年發布的，接下來的兩年，連續發布了 ECMAScript 2.0（1998 年 6 月）和 ECMAScript 3.0（1999 年 12 月）。3.0 版是一個巨大的成功，在業界得到廣泛支持，成為通行標準，奠定了 JavaScript 語言的基本語法，以后的版本完全繼承。直到今天，初學者一開始學習 JavaScript，其實就是在學 3.0 版的語法。 2000 年，ECMAScript 4.0 開始醞釀。這個版本最后沒有通過，但是它的大部分內容被 ES6 繼承了。因此，ES6 制定的起點其實是 2000 年。 為什么 ES4 沒有通過呢？因為這個版本太激進了，對 ES3 做了徹底升級，導致標準委員會的一些成員不愿意接受。ECMA 的第 39 號技術專家委員會（Technical Committee 39，簡稱 TC39）負責制訂 ECMAScript 標準，成員包括 Microsoft、Mozilla、Google 等大公司。 2007 年 10 月，ECMAScript 4.0 版草案發布，本來預計次年 8 月發布正式版本。但是，各方對于是否通過這個標準，發生了嚴重分歧。以 Yahoo、Microsoft、Google 為首的大公司，反對 JavaScript 的大幅升級，主張小幅改動；以 JavaScript 創造者 Brendan Eich 為首的 Mozilla 公司，則堅持當前的草案。 2008 年 7 月，由于對于下一個版本應該包括哪些功能，各方分歧太大，爭論過于激烈，ECMA 開會決定，中止 ECMAScript 4.0 的開發，將其中涉及現有功能改善的一小部分，發布為 ECMAScript 3.1，而將其他激進的設想擴大范圍，放入以后的版本，由于會議的氣氛，該版本的項目代號起名為 Harmony（和諧）。會后不久，ECMAScript 3.1 就改名為 ECMAScript 5。 2009 年 12 月，ECMAScript 5.0 版正式發布。Harmony 項目則一分為二，一些較為可行的設想定名為 JavaScript.next 繼續開發，后來演變成 ECMAScript 6；一些不是很成熟的設想，則被視為 JavaScript.next.next，在更遠的將來再考慮推出。TC39 委員會的總體考慮是，ES5 與 ES3 基本保持兼容，較大的語法修正和新功能加入，將由 JavaScript.next 完成。當時，JavaScript.next 指的是 ES6，第六版發布以后，就指 ES7。TC39 的判斷是，ES5 會在 2013 年的年中成為 JavaScript 開發的主流標準，并在此后五年中一直保持這個位置。 2011 年 6 月，ECMAscript 5.1 版發布，并且成為 ISO 國際標準（ISO/IEC 16262:2011）。 2013 年 3 月，ECMAScript 6 草案凍結，不再添加新功能。新的功能設想將被放到 ECMAScript 7。 2013 年 12 月，ECMAScript 6 草案發布。然后是 12 個月的討論期，聽取各方反饋。 2015 年 6 月，ECMAScript 6 正式通過，成為國際標準。從 2000 年算起，這時已經過去了 15 年。 ## 部署進度 各大瀏覽器的最新版本，對 ES6 的支持可以查看[kangax.github.io/es5-compat-table/es6/](https://kangax.github.io/es5-compat-table/es6/)。隨著時間的推移，支持度已經越來越高了，超過 90%的 ES6 語法特性都實現了。 Node 是 JavaScript 的服務器運行環境（runtime）。它對 ES6 的支持度更高。除了那些默認打開的功能，還有一些語法功能已經實現了，但是默認沒有打開。使用下面的命令，可以查看 Node 已經實現的 ES6 特性。 ```bash $ node --v8-options | grep harmony ``` 上面命令的輸出結果，會因為版本的不同而有所不同。 我寫了一個工具 [ES-Checker](https://github.com/ruanyf/es-checker)，用來檢查各種運行環境對 ES6 的支持情況。訪問[ruanyf.github.io/es-checker](http://ruanyf.github.io/es-checker)，可以看到您的瀏覽器支持 ES6 的程度。運行下面的命令，可以查看你正在使用的 Node 環境對 ES6 的支持程度。 ```bash $ npm install -g es-checker $ es-checker ========================================= Passes 24 feature Dectations Your runtime supports 57% of ECMAScript 6 ========================================= ``` ## Babel 轉碼器 [Babel](https://babeljs.io/) 是一個廣泛使用的 ES6 轉碼器，可以將 ES6 代碼轉為 ES5 代碼，從而在現有環境執行。這意味著，你可以用 ES6 的方式編寫程序，又不用擔心現有環境是否支持。下面是一個例子。 ```javascript // 轉碼前 input.map(item => item + 1); // 轉碼后 input.map(function (item) { return item + 1; }); ``` 上面的原始代碼用了箭頭函數，Babel 將其轉為普通函數，就能在不支持箭頭函數的 JavaScript 環境執行了。 ### 配置文件`.babelrc` Babel 的配置文件是`.babelrc`，存放在項目的根目錄下。使用 Babel 的第一步，就是配置這個文件。 該文件用來設置轉碼規則和插件，基本格式如下。 ```javascript { "presets": [], "plugins": [] } ``` `presets`字段設定轉碼規則，官方提供以下的規則集，你可以根據需要安裝。 ```bash # 最新轉碼規則 $ npm install --save-dev babel-preset-latest # react 轉碼規則 $ npm install --save-dev babel-preset-react # 不同階段語法提案的轉碼規則（共有4個階段），選裝一個 $ npm install --save-dev babel-preset-stage-0 $ npm install --save-dev babel-preset-stage-1 $ npm install --save-dev babel-preset-stage-2 $ npm install --save-dev babel-preset-stage-3 ``` 然后，將這些規則加入`.babelrc`。 ```javascript { "presets": [ "latest", "react", "stage-2" ], "plugins": [] } ``` 注意，以下所有 Babel 工具和模塊的使用，都必須先寫好`.babelrc`。 ### 命令行轉碼`babel-cli` Babel 提供`babel-cli`工具，用于命令行轉碼。 它的安裝命令如下。 ```bash $ npm install --global babel-cli ``` 基本用法如下。 ```bash # 轉碼結果輸出到標準輸出 $ babel example.js # 轉碼結果寫入一個文件 # --out-file 或 -o 參數指定輸出文件 $ babel example.js --out-file compiled.js # 或者 $ babel example.js -o compiled.js # 整個目錄轉碼 # --out-dir 或 -d 參數指定輸出目錄 $ babel src --out-dir lib # 或者 $ babel src -d lib # -s 參數生成source map文件 $ babel src -d lib -s ``` 上面代碼是在全局環境下，進行 Babel 轉碼。這意味著，如果項目要運行，全局環境必須有 Babel，也就是說項目產生了對環境的依賴。另一方面，這樣做也無法支持不同項目使用不同版本的 Babel。 一個解決辦法是將`babel-cli`安裝在項目之中。 ```bash # 安裝 $ npm install --save-dev babel-cli ``` 然后，改寫`package.json`。 ```javascript { // ... "devDependencies": { "babel-cli": "^6.0.0" }, "scripts": { "build": "babel src -d lib" }, } ``` 轉碼的時候，就執行下面的命令。 ```javascript $ npm run build ``` ### babel-node `babel-cli`工具自帶一個`babel-node`命令，提供一個支持 ES6 的 REPL 環境。它支持 Node 的 REPL 環境的所有功能，而且可以直接運行 ES6 代碼。 它不用單獨安裝，而是隨`babel-cli`一起安裝。然后，執行`babel-node`就進入 REPL 環境。 ```bash $ babel-node > (x => x * 2)(1) 2 ``` `babel-node`命令可以直接運行 ES6 腳本。將上面的代碼放入腳本文件`es6.js`，然后直接運行。 ```bash $ babel-node es6.js 2 ``` `babel-node`也可以安裝在項目中。 ```bash $ npm install --save-dev babel-cli ``` 然后，改寫`package.json`。 ```javascript { "scripts": { "script-name": "babel-node script.js" } } ``` 上面代碼中，使用`babel-node`替代`node`，這樣`script.js`本身就不用做任何轉碼處理。 ### babel-register `babel-register`模塊改寫`require`命令，為它加上一個鉤子。此后，每當使用`require`加載`.js`、`.jsx`、`.es`和`.es6`后綴名的文件，就會先用 Babel 進行轉碼。 ```bash $ npm install --save-dev babel-register ``` 使用時，必須首先加載`babel-register`。 ```bash require("babel-register"); require("./index.js"); ``` 然后，就不需要手動對`index.js`轉碼了。 需要注意的是，`babel-register`只會對`require`命令加載的文件轉碼，而不會對當前文件轉碼。另外，由于它是實時轉碼，所以只適合在開發環境使用。 ### babel-core 如果某些代碼需要調用 Babel 的 API 進行轉碼，就要使用`babel-core`模塊。 安裝命令如下。 ```bash $ npm install babel-core --save ``` 然后，在項目中就可以調用`babel-core`。 ```javascript var babel = require('babel-core'); // 字符串轉碼 babel.transform('code();', options); // => { code, map, ast } // 文件轉碼（異步） babel.transformFile('filename.js', options, function(err, result) { result; // => { code, map, ast } }); // 文件轉碼（同步） babel.transformFileSync('filename.js', options); // => { code, map, ast } // Babel AST轉碼 babel.transformFromAst(ast, code, options); // => { code, map, ast } ``` 配置對象`options`，可以參看官方文檔[http://babeljs.io/docs/usage/options/](http://babeljs.io/docs/usage/options/)。 下面是一個例子。 ```javascript var es6Code = 'let x = n => n + 1'; var es5Code = require('babel-core') .transform(es6Code, { presets: ['latest'] }) .code; // '"use strict";\n\nvar x = function x(n) {\n return n + 1;\n};' ``` 上面代碼中，`transform`方法的第一個參數是一個字符串，表示需要被轉換的 ES6 代碼，第二個參數是轉換的配置對象。 ### babel-polyfill Babel 默認只轉換新的 JavaScript 句法（syntax），而不轉換新的 API，比如`Iterator`、`Generator`、`Set`、`Maps`、`Proxy`、`Reflect`、`Symbol`、`Promise`等全局對象，以及一些定義在全局對象上的方法（比如`Object.assign`）都不會轉碼。 舉例來說，ES6 在`Array`對象上新增了`Array.from`方法。Babel 就不會轉碼這個方法。如果想讓這個方法運行，必須使用`babel-polyfill`，為當前環境提供一個墊片。 安裝命令如下。 ```bash $ npm install --save babel-polyfill ``` 然后，在腳本頭部，加入如下一行代碼。 ```javascript import 'babel-polyfill'; // 或者 require('babel-polyfill'); ``` Babel 默認不轉碼的 API 非常多，詳細清單可以查看`babel-plugin-transform-runtime`模塊的[definitions.js](https://github.com/babel/babel/blob/master/packages/babel-plugin-transform-runtime/src/definitions.js)文件。 ### 瀏覽器環境 Babel 也可以用于瀏覽器環境。但是，從 Babel 6.0 開始，不再直接提供瀏覽器版本，而是要用構建工具構建出來。如果你沒有或不想使用構建工具，可以使用[babel-standalone](https://github.com/Daniel15/babel-standalone)模塊提供的瀏覽器版本，將其插入網頁。 ```html <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/babel-standalone/6.4.4/babel.min.js"></script> <script type="text/babel"> // Your ES6 code </script> ``` 注意，網頁實時將 ES6 代碼轉為 ES5，對性能會有影響。生產環境需要加載已經轉碼完成的腳本。 下面是如何將代碼打包成瀏覽器可以使用的腳本，以`Babel`配合`Browserify`為例。首先，安裝`babelify`模塊。 ```bash $ npm install --save-dev babelify babel-preset-latest ``` 然后，再用命令行轉換 ES6 腳本。 ```bash $ browserify script.js -o bundle.js \ -t [ babelify --presets [ latest ] ] ``` 上面代碼將 ES6 腳本`script.js`，轉為`bundle.js`，瀏覽器直接加載后者就可以了。 在`package.json`設置下面的代碼，就不用每次命令行都輸入參數了。 ```javascript { "browserify": { "transform": [["babelify", { "presets": ["latest"] }]] } } ``` ### 在線轉換 Babel 提供一個[REPL 在線編譯器](https://babeljs.io/repl/)，可以在線將 ES6 代碼轉為 ES5 代碼。轉換后的代碼，可以直接作為 ES5 代碼插入網頁運行。 ### 與其他工具的配合 許多工具需要 Babel 進行前置轉碼，這里舉兩個例子：ESLint 和 Mocha。 ESLint 用于靜態檢查代碼的語法和風格，安裝命令如下。 ```bash $ npm install --save-dev eslint babel-eslint ``` 然后，在項目根目錄下，新建一個配置文件`.eslintrc`，在其中加入`parser`字段。 ```javascript { "parser": "babel-eslint", "rules": { ... } } ``` 再在`package.json`之中，加入相應的`scripts`腳本。 ```javascript { "name": "my-module", "scripts": { "lint": "eslint my-files.js" }, "devDependencies": { "babel-eslint": "...", "eslint": "..." } } ``` Mocha 則是一個測試框架，如果需要執行使用 ES6 語法的測試腳本，可以修改`package.json`的`scripts.test`。 ```javascript "scripts": { "test": "mocha --ui qunit --compilers js:babel-core/register" } ``` 上面命令中，`--compilers`參數指定腳本的轉碼器，規定后綴名為`js`的文件，都需要使用`babel-core/register`先轉碼。 ## Traceur 轉碼器 Google 公司的[Traceur](https://github.com/google/traceur-compiler)轉碼器，也可以將 ES6 代碼轉為 ES5 代碼。 ### 直接插入網頁 Traceur 允許將 ES6 代碼直接插入網頁。首先，必須在網頁頭部加載 Traceur 庫文件。 ```html <script src="https://google.github.io/traceur-compiler/bin/traceur.js"></script> <script src="https://google.github.io/traceur-compiler/bin/BrowserSystem.js"></script> <script src="https://google.github.io/traceur-compiler/src/bootstrap.js"></script> <script type="module"> import './Greeter.js'; </script> ``` 上面代碼中，一共有 4 個`script`標簽。第一個是加載 Traceur 的庫文件，第二個和第三個是將這個庫文件用于瀏覽器環境，第四個則是加載用戶腳本，這個腳本里面可以使用 ES6 代碼。 注意，第四個`script`標簽的`type`屬性的值是`module`，而不是`text/javascript`。這是 Traceur 編譯器識別 ES6 代碼的標志，編譯器會自動將所有`type=module`的代碼編譯為 ES5，然后再交給瀏覽器執行。 除了引用外部 ES6 腳本，也可以直接在網頁中放置 ES6 代碼。 ```javascript <script type="module"> class Calc { constructor() { console.log('Calc constructor'); } add(a, b) { return a + b; } } var c = new Calc(); console.log(c.add(4,5)); </script> ``` 正常情況下，上面代碼會在控制臺打印出`9`。 如果想對 Traceur 的行為有精確控制，可以采用下面參數配置的寫法。 ```javascript <script> // Create the System object window.System = new traceur.runtime.BrowserTraceurLoader(); // Set some experimental options var metadata = { traceurOptions: { experimental: true, properTailCalls: true, symbols: true, arrayComprehension: true, asyncFunctions: true, asyncGenerators: exponentiation, forOn: true, generatorComprehension: true } }; // Load your module System.import('./myModule.js', {metadata: metadata}).catch(function(ex) { console.error('Import failed', ex.stack || ex); }); </script> ``` 上面代碼中，首先生成 Traceur 的全局對象`window.System`，然后`System.import`方法可以用來加載 ES6。加載的時候，需要傳入一個配置對象`metadata`，該對象的`traceurOptions`屬性可以配置支持 ES6 功能。如果設為`experimental: true`，就表示除了 ES6 以外，還支持一些實驗性的新功能。 ### 在線轉換 Traceur 也提供一個[在線編譯器](http://google.github.io/traceur-compiler/demo/repl.html)，可以在線將 ES6 代碼轉為 ES5 代碼。轉換后的代碼，可以直接作為 ES5 代碼插入網頁運行。 上面的例子轉為 ES5 代碼運行，就是下面這個樣子。 ```javascript <script src="https://google.github.io/traceur-compiler/bin/traceur.js"></script> <script src="https://google.github.io/traceur-compiler/bin/BrowserSystem.js"></script> <script src="https://google.github.io/traceur-compiler/src/bootstrap.js"></script> <script> $traceurRuntime.ModuleStore.getAnonymousModule(function() { "use strict"; var Calc = function Calc() { console.log('Calc constructor'); }; ($traceurRuntime.createClass)(Calc, {add: function(a, b) { return a + b; }}, {}); var c = new Calc(); console.log(c.add(4, 5)); return {}; }); </script> ``` ### 命令行轉換 作為命令行工具使用時，Traceur 是一個 Node 的模塊，首先需要用 npm 安裝。 ```bash $ npm install -g traceur ``` 安裝成功后，就可以在命令行下使用 Traceur 了。 Traceur 直接運行 ES6 腳本文件，會在標準輸出顯示運行結果，以前面的`calc.js`為例。 ```bash $ traceur calc.js Calc constructor 9 ``` 如果要將 ES6 腳本轉為 ES5 保存，要采用下面的寫法。 ```bash $ traceur --script calc.es6.js --out calc.es5.js ``` 上面代碼的`--script`選項表示指定輸入文件，`--out`選項表示指定輸出文件。 為了防止有些特性編譯不成功，最好加上`--experimental`選項。 ```bash $ traceur --script calc.es6.js --out calc.es5.js --experimental ``` 命令行下轉換生成的文件，就可以直接放到瀏覽器中運行。 ### Node 環境的用法 Traceur 的 Node 用法如下（假定已安裝`traceur`模塊）。 ```javascript var traceur = require('traceur'); var fs = require('fs'); // 將 ES6 腳本轉為字符串 var contents = fs.readFileSync('es6-file.js').toString(); var result = traceur.compile(contents, { filename: 'es6-file.js', sourceMap: true, // 其他設置 modules: 'commonjs' }); if (result.error) throw result.error; // result 對象的 js 屬性就是轉換后的 ES5 代碼 fs.writeFileSync('out.js', result.js); // sourceMap 屬性對應 map 文件 fs.writeFileSync('out.js.map', result.sourceMap); ```