JavaScript教程
这是新手入门的零基础JavaScript教程。
JavaScript是世界上最流行的脚本语言,因为你在电脑、手机、平板上浏览的所有的网页,以及无数基于HTML5的手机App,交互逻辑都是由JavaScript驱动的。
简单地说,JavaScript是一种运行在浏览器中的解释型的编程语言。
那么问题来了,为什么我们要学JavaScript?尤其是当你已经掌握了某些其他编程语言如Java、C++的情况下。
简单粗暴的回答就是:因为你没有选择。在Web世界里,只有JavaScript能跨平台、跨浏览器驱动网页,与用户交互。
Flash背后的ActionScript曾经流行过一阵子,不过随着移动应用的兴起,没有人用Flash开发手机App,所以它目前已经边缘化了。相反,随着HTML5在PC和移动端越来越流行,JavaScript变得更加重要了。并且,新兴的Node.js把JavaScript引入到了服务器端,JavaScript已经变成了全能型选手。
JavaScript一度被认为是一种玩具编程语言,它有很多缺陷,所以不被大多数后端开发人员所重视。很多人认为,写JavaScript代码很简单,并且JavaScript只是为了在网页上添加一点交互和动画效果。
但这是完全错误的理解。JavaScript确实很容易上手,但其精髓却不为大多数开发人员所熟知。编写高质量的JavaScript代码更是难上加难。
一个合格的开发人员应该精通JavaScript和其他编程语言。如果你已经掌握了其他编程语言,或者你还什么都不会,请立刻开始学习JavaScript,不要被Web时代所淘汰。
等等,你会问道,现在有这么多在线JavaScript教程和各种从入门到精通的JavaScript书籍,为什么我要选择这个教程?
JavaScript简介
JavaScript历史
要了解JavaScript,我们首先要回顾一下JavaScript的诞生。
在上个世纪的1995年,当时的网景公司正凭借其Navigator浏览器成为Web时代开启时最著名的第一代互联网公司。
由于网景公司希望能在静态HTML页面上添加一些动态效果,于是叫Brendan Eich这哥们在两周之内设计出了JavaScript语言。你没看错,这哥们只用了10天时间。
为什么起名叫JavaScript?原因是当时Java语言非常红火,所以网景公司希望借Java的名气来推广,但事实上JavaScript除了语法上有点像Java,其他部分基本上没啥关系。
ECMAScript
因为网景开发了JavaScript,一年后微软又模仿JavaScript开发了JScript,为了让JavaScript成为全球标准,几个公司联合ECMA(European Computer Manufacturers Association)组织定制了JavaScript语言的标准,被称为ECMAScript标准。
所以简单说来就是,ECMAScript是一种语言标准,而JavaScript是网景公司对ECMAScript标准的一种实现。
那为什么不直接把JavaScript定为标准呢?因为JavaScript是网景的注册商标。
不过大多数时候,我们还是用JavaScript这个词。如果你遇到ECMAScript这个词,简单把它替换为JavaScript就行了。
JavaScript版本
JavaScript语言是在10天时间内设计出来的,虽然语言的设计者水平非常NB,但谁也架不住“时间紧,任务重”,所以,JavaScript有很多设计缺陷,我们后面会慢慢讲到。
此外,由于JavaScript的标准——ECMAScript在不断发展,最新版ECMAScript 6标准(简称ES6)已经在2015年6月正式发布了,所以,讲到JavaScript的版本,实际上就是说它实现了ECMAScript标准的哪个版本。
由于浏览器在发布时就确定了JavaScript的版本,加上很多用户还在使用IE6这种古老的浏览器,这就导致你在写JavaScript的时候,要照顾一下老用户,不能一上来就用最新的ES6标准写,否则,老用户的浏览器是无法运行新版本的JavaScript代码的。
不过,JavaScript的核心语法并没有多大变化。我们的教程会先讲JavaScript最核心的用法,然后,针对ES6讲解新增特性。
快速入门
第一种方案JavaScript代码可以直接嵌在网页的任何地方,不过通常我们都把JavaScript代码放到<head>中:
第二种方案 把JavaScript代码放到一个单独的.js文件,然后在HTML中通过<script src=”…”></script>引入这个文件:
这样,/static/js/abc.js就会被浏览器执行。
把JavaScript代码放入一个单独的.js文件中更利于维护代码,并且多个页面可以各自引用同一份.js文件。
可以在同一个页面中引入多个.js文件,还可以在页面中多次编写<script> js代码… </script>,浏览器按照顺序依次执行。
有些时候你会看到<script>标签还设置了一个type属性:
但这是没有必要的,因为默认的type就是JavaScript,所以不必显式地把type指定为JavaScript。
基本语法
语法
JavaScript的语法和Java语言类似,每个语句以;结束,语句块用{…}。但是,JavaScript并不强制要求在每个语句的结尾加;,浏览器中负责执行JavaScript代码的引擎会自动在每个语句的结尾补上;。
注意:让JavaScript引擎自动加分号在某些情况下会改变程序的语义,导致运行结果与期望不一致。在本教程中,我们不会省略;,所有语句都会添加;。
实例:
注释
以//开头直到行末的字符被视为行注释,注释是给开发人员看到,JavaScript引擎会自动忽略:
另一种块注释是用/…/把多行字符包裹起来,把一大“块”视为一个注释:
数据类型和变量
数据类型
计算机顾名思义就是可以做数学计算的机器,因此,计算机程序理所当然地可以处理各种数值。但是,计算机能处理的远不止数值,还可以处理文本、图形、音频、视频、网页等各种各样的数据,不同的数据,需要定义不同的数据类型。在JavaScript中定义了以下几种数据类型:
Number
JavaScript不区分整数和浮点数,统一用Number表示,以下都是合法的Number类型:
计算机由于使用二进制,所以,有时候用十六进制表示整数比较方便,十六进制用0x前缀和0-9,a-f表示,例如:0xff00,0xa5b4c3d2,等等,它们和十进制表示的数值完全一样。
Number可以直接做四则运算,规则和数学一致:
注意%是求余运算。
字符串
字符串是以单引号’或双引号”括起来的任意文本,比如’abc’,”xyz”等等。请注意,’’或””本身只是一种表示方式,不是字符串的一部分,因此,字符串’abc’只有a,b,c这3个字符。
布尔值
布尔值和布尔代数的表示完全一致,一个布尔值只有true、false两种值,要么是true,要么是false,可以直接用true、false表示布尔值,也可以通过布尔运算计算出来:
&&运算是与运算,只有所有都为true,&&运算结果才是true:
||运算是或运算,只要其中有一个为true,||运算结果就是true:
!运算是非运算,它是一个单目运算符,把true变成false,false变成true:
布尔值经常用在条件判断中,比如:
比较运算符
当我们对Number做比较时,可以通过比较运算符得到一个布尔值:
实际上,JavaScript允许对任意数据类型做比较:
要特别注意相等运算符==。JavaScript在设计时,有两种比较运算符:
第一种是==比较,它会自动转换数据类型再比较,很多时候,会得到非常诡异的结果;
第二种是===比较,它不会自动转换数据类型,如果数据类型不一致,返回false,如果一致,再比较。
由于JavaScript这个设计缺陷,不要使用==比较,始终坚持使用===比较。
另一个例外是NaN这个特殊的Number与所有其他值都不相等,包括它自己:
唯一能判断NaN的方法是通过isNaN()函数:
最后要注意浮点数的相等比较:
这不是JavaScript的设计缺陷。浮点数在运算过程中会产生误差,因为计算机无法精确表示无限循环小数。要比较两个浮点数是否相等,只能计算它们之差的绝对值,看是否小于某个阈值:
null和undefined
null表示一个“空”的值,它和0以及空字符串’’不同,0是一个数值,’’表示长度为0的字符串,而null表示“空”。
在其他语言中,也有类似JavaScript的null的表示,例如Java也用null,Swift用nil,Python用None表示。但是,在JavaScript中,还有一个和null类似的undefined,它表示“未定义”。
JavaScript的设计者希望用null表示一个空的值,而undefined表示值未定义。事实证明,这并没有什么卵用,区分两者的意义不大。大多数情况下,我们都应该用null。undefined仅仅在判断函数参数是否传递的情况下有用。
数组
数组是一组按顺序排列的集合,集合的每个值称为元素。JavaScript的数组可以包括任意数据类型。例如:
上述数组包含6个元素。数组用[]表示,元素之间用,分隔。
另一种创建数组的方法是通过Array()函数实现:
然而,出于代码的可读性考虑,强烈建议直接使用[]。
数组的元素可以通过索引来访问。请注意,索引的起始值为0:
对象
JavaScript的对象是一组由键-值组成的无序集合,例如:
JavaScript对象的键都是字符串类型,值可以是任意数据类型。上述person对象一共定义了6个键值对,其中每个键又称为对象的属性,例如,person的name属性为’Bob’,zipcode属性为null。
要获取一个对象的属性,我们用对象变量.属性名的方式:
变量
变量的概念基本上和初中代数的方程变量是一致的,只是在计算机程序中,变量不仅可以是数字,还可以是任意数据类型。
变量在JavaScript中就是用一个变量名表示,变量名是大小写英文、数字、$和_的组合,且不能用数字开头。变量名也不能是JavaScript的关键字,如if、while等。申明一个变量用var语句,比如:
变量名也可以用中文,但是,请不要给自己找麻烦。
在JavaScript中,使用等号=对变量进行赋值。可以把任意数据类型赋值给变量,同一个变量可以反复赋值,而且可以是不同类型的变量,但是要注意只能用var申明一次,例如:
这种变量本身类型不固定的语言称之为动态语言,与之对应的是静态语言。静态语言在定义变量时必须指定变量类型,如果赋值的时候类型不匹配,就会报错。例如Java是静态语言,赋值语句如下:
和静态语言相比,动态语言更灵活,就是这个原因。
请不要把赋值语句的等号等同于数学的等号。比如下面的代码:
如果从数学上理解x = x + 2那无论如何是不成立的,在程序中,赋值语句先计算右侧的表达式x + 2,得到结果12,再赋给变量x。由于x之前的值是10,重新赋值后,x的值变成12。
strict模式
JavaScript在设计之初,为了方便初学者学习,并不强制要求用var申明变量。这个设计错误带来了严重的后果:如果一个变量没有通过var申明就被使用,那么该变量就自动被申明为全局变量:
i = 10; // i现在是全局变量
在同一个页面的不同的JavaScript文件中,如果都不用var申明,恰好都使用了变量i,将造成变量i互相影响,产生难以调试的错误结果。
使用var申明的变量则不是全局变量,它的范围被限制在该变量被申明的函数体内(函数的概念将稍后讲解),同名变量在不同的函数体内互不冲突。
为了修补JavaScript这一严重设计缺陷,ECMA在后续规范中推出了strict模式,在strict模式下运行的JavaScript代码,强制通过var申明变量,未使用var申明变量就使用的,将导致运行错误。
启用strict模式的方法是在JavaScript代码的第一行写上:
‘use strict’;
这是一个字符串,不支持strict模式的浏览器会把它当做一个字符串语句执行,支持strict模式的浏览器将开启strict模式运行JavaScript。
Map和Set
JavaScript的默认对象表示方式{}可以视为其他语言中的Map或Dictionary的数据结构,即一组键值对。
但是JavaScript的对象有个小问题,就是键必须是字符串。但实际上Number或者其他数据类型作为键也是非常合理的。
为了解决这个问题,最新的ES6规范引入了新的数据类型Map。要测试你的浏览器是否支持ES6规范,请执行以下代码,如果浏览器报ReferenceError错误,那么你需要换一个支持ES6的浏览器:
Map
Map是一组键值对的结构,具有极快的查找速度。
举个例子,假设要根据同学的名字查找对应的成绩,如果用Array实现,需要两个Array:
给定一个名字,要查找对应的成绩,就先要在names中找到对应的位置,再从scores取出对应的成绩,Array越长,耗时越长。
如果用Map实现,只需要一个“名字”-“成绩”的对照表,直接根据名字查找成绩,无论这个表有多大,查找速度都不会变慢。用JavaScript写一个Map如下:
初始化Map需要一个二维数组,或者直接初始化一个空Map。Map具有以下方法:
由于一个key只能对应一个value,所以,多次对一个key放入value,后面的值会把前面的值冲掉:
Set
Set和Map类似,也是一组key的集合,但不存储value。由于key不能重复,所以,在Set中,没有重复的key。
要创建一个Set,需要提供一个Array作为输入,或者直接创建一个空Set:
重复元素在Set中自动被过滤:
注意数字3和字符串’3’是不同的元素。
通过add(key)方法可以添加元素到Set中,可以重复添加,但不会有效果:
通过delete(key)方法可以删除元素:
小结
Map和Set是ES6标准新增的数据类型,请根据浏览器的支持情况决定是否要使用。
循环遍历
遍历Array可以采用下标循环,遍历Map和Set就无法使用下标。为了统一集合类型,ES6标准引入了新的iterable类型,Array、Map和Set都属于iterable类型。
具有iterable类型的集合可以通过新的for … of循环来遍历。
for … of循环是ES6引入的新的语法,请测试你的浏览器是否支持:
用for … of循环遍历集合,用法如下:
你可能会有疑问,for … of循环和for … in循环有何区别?
for … in循环由于历史遗留问题,它遍历的实际上是对象的属性名称。一个Array数组实际上也是一个对象,它的每个元素的索引被视为一个属性。
当我们手动给Array对象添加了额外的属性后,for … in循环将带来意想不到的意外效果:
for … in循环将把name包括在内,但Array的length属性却不包括在内。
for … of循环则完全修复了这些问题,它只循环集合本身的元素:
这就是为什么要引入新的for … of循环。
然而,更好的方式是直接使用iterable内置的forEach方法,它接收一个函数,每次迭代就自动回调该函数。以Array为例:
注意,forEach()方法是ES5.1标准引入的,你需要测试浏览器是否支持。
Set与Array类似,但Set没有索引,因此回调函数的前两个参数都是元素本身:
Map的回调函数参数依次为value、key和map本身:
如果对某些参数不感兴趣,由于JavaScript的函数调用不要求参数必须一致,因此可以忽略它们。例如,只需要获得Array的element:
函数
我们知道圆的面积计算公式为:
S = πr2
当我们知道半径r的值时,就可以根据公式计算出面积。假设我们需要计算3个不同大小的圆的面积:
当代码出现有规律的重复的时候,你就需要当心了,每次写3.14 x x不仅很麻烦,而且,如果要把3.14改成3.14159265359的时候,得全部替换。
有了函数,我们就不再每次写s = 3.14 x x,而是写成更有意义的函数调用s = area_of_circle(x),而函数area_of_circle本身只需要写一次,就可以多次调用。
基本上所有的高级语言都支持函数,JavaScript也不例外。JavaScript的函数不但是“头等公民”,而且可以像变量一样使用,具有非常强大的抽象能力。
抽象
抽象是数学中非常常见的概念。举个例子:
计算数列的和,比如:1 + 2 + 3 + … + 100,写起来十分不方便,于是数学家发明了求和符号∑,可以把1 + 2 + 3 + … + 100记作:
100
∑n
n=1
这种抽象记法非常强大,因为我们看到 ∑ 就可以理解成求和,而不是还原成低级的加法运算。
而且,这种抽象记法是可扩展的,比如:
100
∑(n2+1)
n=1
还原成加法运算就变成了:
(1 x 1 + 1) + (2 x 2 + 1) + (3 x 3 + 1) + … + (100 x 100 + 1)
可见,借助抽象,我们才能不关心底层的具体计算过程,而直接在更高的层次上思考问题。
写计算机程序也是一样,函数就是最基本的一种代码抽象的方式。
函数的声明和调用
定义函数
在JavaScript中,定义函数的方式如下:
上述abs()函数的定义如下:
function指出这是一个函数定义;
abs是函数的名称;
(x)括号内列出函数的参数,多个参数以,分隔;
{ … }之间的代码是函数体,可以包含若干语句,甚至可以没有任何语句。
请注意,函数体内部的语句在执行时,一旦执行到return时,函数就执行完毕,并将结果返回。因此,函数内部通过条件判断和循环可以实现非常复杂的逻辑。
如果没有return语句,函数执行完毕后也会返回结果,只是结果为undefined。
由于JavaScript的函数也是一个对象,上述定义的abs()函数实际上是一个函数对象,而函数名abs可以视为指向该函数的变量。
因此,第二种定义函数的方式如下:
在这种方式下,function (x) { … }是一个匿名函数,它没有函数名。但是,这个匿名函数赋值给了变量abs,所以,通过变量abs就可以调用该函数。
上述两种定义完全等价,注意第二种方式按照完整语法需要在函数体末尾加一个;,表示赋值语句结束。
调用函数
调用函数时,按顺序传入参数即可:
由于JavaScript允许传入任意个参数而不影响调用,因此传入的参数比定义的参数多也没有问题,虽然函数内部并不需要这些参数:
传入的参数比定义的少也没有问题:
abs(); // 返回NaN
此时abs(x)函数的参数x将收到undefined,计算结果为NaN。
要避免收到undefined,可以对参数进行检查:
arguments
JavaScript还有一个免费赠送的关键字arguments,它只在函数内部起作用,并且永远指向当前函数的调用者传入的所有参数。arguments类似Array但它不是一个Array:
利用arguments,你可以获得调用者传入的所有参数。也就是说,即使函数不定义任何参数,还是可以拿到参数的值:
实际上arguments最常用于判断传入参数的个数。你可能会看到这样的写法:
要把中间的参数b变为“可选”参数,就只能通过arguments判断,然后重新调整参数并赋值。
rest参数
由于JavaScript函数允许接收任意个参数,于是我们就不得不用arguments来获取所有参数:
为了获取除了已定义参数a、b之外的参数,我们不得不用arguments,并且循环要从索引2开始以便排除前两个参数,这种写法很别扭,只是为了获得额外的rest参数,有没有更好的方法?
ES6标准引入了rest参数,上面的函数可以改写为:
rest参数只能写在最后,前面用…标识,从运行结果可知,传入的参数先绑定a、b,多余的参数以数组形式交给变量rest,所以,不再需要arguments我们就获取了全部参数。
如果传入的参数连正常定义的参数都没填满,也不要紧,rest参数会接收一个空数组(注意不是undefined)。
因为rest参数是ES6新标准,所以你需要测试一下浏览器是否支持。请用rest参数编写一个sum()函数,接收任意个参数并返回它们的和:
小心你的return语句
前面我们讲到了JavaScript引擎有一个在行末自动添加分号的机制,这可能让你栽到return语句的一个大坑:
要小心了,由于JavaScript引擎在行末自动添加分号的机制,上面的代码实际上变成了:
所以正确的多行写法是: