快速理解JavaScript语法

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前情提要:有java和c的基础,需要快速了解JavaScript的语法。

导论

JavaScript 是一种轻量级的脚本语言。所谓“脚本语言”(script language),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(比如浏览器)的“脚本”。
JavaScript 也是一种嵌入式(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。

JavaScript的学习可以跳过哪些

  1. 基本语法
  2. 数值
  3. 字符串
  4. 对象
  5. 函数
  6. 数组
  7. 算数运算符、比较运算符等
  8. 正则表达式「稍微不同,基本一致」

这些和java c基本上是一样的,建议可以直接跳过,遇到不理解的再回来看。

下面是一些需要学习的内容:

  1. console对象与控制台
  2. 标准库
  3. 异步操作
  4. DOM

console对象与控制台

console对象

console对象是 JavaScript的原生对象,它有点像Unix系统的标准输出stdout和标准错误stderr,可以输出各种信息到控制台,并且还提供了很多有用的辅助方法。

console的常见用途有两个:

  1. 调试程序,显示网页代码运行时的错误信息。
  2. 提供了一个命令行接口,用来与网页代码互动。

console对象的浏览器实现,包含在浏览器自带的开发工具之中。以 Chrome 浏览器的“开发者工具”(Developer Tools)为例:

  • Elements:查看网页的 HTML 源码和 CSS 代码。
  • Resources:查看网页加载的各种资源文件(比如代码文件、字体文件 CSS 文件等),以及在硬盘上创建的各种内容(比如本地缓存、Cookie、Local Storage等)。
  • Network:查看网页的 HTTP 通信情况。
  • Sources:查看网页加载的脚本源码。
  • Timeline:查看各种网页行为随时间变化的情况。
  • Performance:查看网页的性能情况,比如 CPU 和内存消耗。
  • Console:用来运行 JavaScript 命令。

console对象与方法

console对象提供的各种静态方法,用来与控制台窗口互动。

console.log()

console.log方法用于在控制台输出信息。它可以接受一个或多个参数,将它们连接起来输出。
console.log方法会自动在每次输出的结尾,添加换行符。

console.table()

对于某些复合类型的数据,console.table方法可以将其转为表格显示。

var languages = [
  { name: "JavaScript", fileExtension: ".js" },
  { name: "TypeScript", fileExtension: ".ts" },
  { name: "CoffeeScript", fileExtension: ".coffee" }
];

console.table(languages);

console.count()

count方法用于计数,输出它被调用了多少次。

function greet(user) {
  console.count();
  return 'hi ' + user;
}

greet('bob')
//  : 1
// "hi bob"

greet('alice')
//  : 2
// "hi alice"

greet('bob')
//  : 3
// "hi bob"

上面代码每次调用greet函数,内部的console.count方法就输出执行次数。

该方法可以接受一个字符串作为参数,作为标签,对执行次数进行分类。

console.assert()

console.assert方法主要用于程序运行过程中,进行条件判断,如果不满足条件,就显示一个错误,但不会中断程序执行。这样就相当于提示用户,内部状态不正确。

它接受两个参数,第一个参数是表达式,第二个参数是字符串。只有当第一个参数为false,才会提示有错误,在控制台输出第二个参数,否则不会有任何结果。

console.assert(false, '判断条件不成立')
// Assertion failed: 判断条件不成立

// 相当于
try {
  if (!false) {
    throw new Error('判断条件不成立');
  }
} catch(e) {
  console.error(e);
}

JSON对象

相比 XML 格式,JSON 格式有两个显著的优点:书写简单,一目了然;符合 JavaScript 原生语法,可以由解释引擎直接处理,不用另外添加解析代码。所以,JSON 迅速被接受,已经成为各大网站交换数据的标准格式,并被写入标准。

每个 JSON 对象就是一个值,可能是一个数组或对象,也可能是一个原始类型的值。总之,只能是一个值,不能是两个或更多的值。

JSON 对值的类型和格式有严格的规定。

  1. 复合类型的值只能是数组或对象,不能是函数、正则表达式对象、日期对象。

  2. 原始类型的值只有四种:字符串、数值(必须以十进制表示)、布尔值和null(不能使用NaN, Infinity, -Infinity和undefined)。

  3. 字符串必须使用双引号表示,不能使用单引号。

  4. 对象的键名必须放在双引号里面。

  5. 数组或对象最后一个成员的后面,不能加逗号。

JSON方法

JSON对象是 JavaScript的原生对象,用来处理JSON格式数据。它有两个静态方法:JSON.stringify()和JSON.parse()

JSON.stringify()

JSON.stringify方法用于将一个值转为 JSON 字符串。该字符串符合 JSON 格式,并且可以被JSON.parse方法还原。

JSON.stringify('abc') // ""abc""
JSON.stringify(1) // "1"
JSON.stringify(false) // "false"
JSON.stringify([]) // "[]"
JSON.stringify({}) // "{}"

JSON.stringify([1, "false", false])
// '[1,"false",false]'

JSON.stringify({ name: "张三" })
// '{"name":"张三"}'

上面代码将各种类型的值,转成 JSON 字符串。

注意,对于原始类型的字符串,转换结果会带双引号。

JSON.stringify(false) // "false"
JSON.stringify('false') // "\"false\""

上面代码中,如果不是内层的双引号,将来还原的时候,引擎就无法知道原始值是布尔值还是字符串。

第二个参数

JSON.stringify方法还可以接受一个数组,作为第二个参数,指定需要转成字符串的属性。

var obj = {
  'prop1': 'value1',
  'prop2': 'value2',
  'prop3': 'value3'
};

var selectedProperties = ['prop1', 'prop2'];

JSON.stringify(obj, selectedProperties)
// "{"prop1":"value1","prop2":"value2"}"

上面代码中,JSON.stringify方法的第二个参数指定,只转prop1prop2两个属性。
输出:{"prop1":"value1","prop2":"value2"}
这个类似白名单的数组,只对对象的属性有效,对数组无效。

JSON.stringify(['a', 'b'], ['0'])
// "["a","b"]"

JSON.stringify({0: 'a', 1: 'b'}, ['0'])
// "{"0":"a"}"

上面代码中,第二个参数指定 JSON 格式只转0号属性,实际上对数组是无效的,只对对象有效。

JSON.parse()

JSON.parse方法用于将 JSON 字符串转换成对应的值。

JSON.parse('{}') // {}
JSON.parse('true') // true
JSON.parse('"foo"') // "foo"
JSON.parse('[1, 5, "false"]') // [1, 5, "false"]
JSON.parse('null') // null

var o = JSON.parse('{"name": "张三"}');
o.name // 张三

异步与promise

回调函数

回调函数是异步操作最基本的方法。

下面是两个函数f1f2,编程的意图是f2必须等到f1执行完成,才能执行。

function f1() {
  // ...
}

function f2() {
  // ...
}

f1();
f2();

上面代码的问题在于,如果f1是异步操作,f2会立即执行,不会等到f1结束再执行。

这时,可以考虑改写f1,把f2写成f1的回调函数。

function f1(callback) {
  // ...
  callback();
}

function f2() {
  // ...
}

f1(f2);

回调函数的优点是简单、容易理解和实现,缺点是不利于代码的阅读和维护,各个部分之间高度耦合(coupling),使得程序结构混乱、流程难以追踪(尤其是多个回调函数嵌套的情况),而且每个任务只能指定一个回调函数。

事件监听

另一种思路是采用事件驱动模式。异步任务的执行不取决于代码的顺序,而取决于某个事件是否发生。
还是以f1f2为例。首先,为f1绑定一个事件(这里采用的 jQuery 的写法)。
f1.on(‘done‘, f2);
上面这行代码的意思是,当f1发生done事件,就执行f2。然后,对f1进行改写:

function f1() {
  setTimeout(function () {
    // ...
    f1.trigger('done');
  }, 1000);
}

上面代码中,f1.trigger(‘done‘)表示,执行完成后,立即触发done事件,从而开始执行f2。

这种方法的优点是比较容易理解,可以绑定多个事件,每个事件可以指定多个回调函数,而且可以“去耦合”(decoupling),有利于实现模块化。缺点是整个程序都要变成事件驱动型,运行流程会变得很不清晰。阅读代码的时候,很难看出主流程。

Promise 对象

Promise 对象是 JavaScript 的异步操作解决方案,为异步操作提供统一接口。它起到代理作用(proxy),充当异步操作与回调函数之间的中介,使得异步操作具备同步操作的接口。Promise 可以让异步操作写起来,就像在写同步操作的流程,而不必一层层地嵌套回调函数。
首先,Promise 是一个对象,也是一个构造函数。

function f1(resolve, reject) {
  // 异步代码...
}

var p1 = new Promise(f1);

上面代码中,Promise构造函数接受一个回调函数f1作为参数,f1里面是异步操作的代码。然后,返回的p1就是一个 Promise实例。

Promise的设计思想是,所有异步任务都返回一个Promise实例。Promise 实例有一个then方法,用来指定下一步的回调函数。

var p1 = new Promise(f1);
p1.then(f2);

上面代码中,f1的异步操作执行完成,就会执行f2

传统的写法可能需要把f2作为回调函数传入f1,比如写成f1(f2),异步操作完成后,在f1内部调用f2Promise 使得f1f2变成了链式写法。不仅改善了可读性,而且对于多层嵌套的回调函数尤其方便。

// 传统写法
step1(function (value1) {
  step2(value1, function(value2) {
    step3(value2, function(value3) {
      step4(value3, function(value4) {
        // ...
      });
    });
  });
});

// Promise 的写法
(new Promise(step1))
  .then(step2)
  .then(step3)
  .then(step4);

从上面代码可以看到,采用 Promises 以后,程序流程变得非常清楚,十分易读。注意,为了便于理解,上面代码的Promise实例的生成格式,做了简化,真正的语法请参照下文。
总的来说,传统的回调函数写法使得代码混成一团,变得横向发展而不是向下发展。Promise 就是解决这个问题,使得异步流程可以写成同步流程。

Promise 原本只是社区提出的一个构想,一些函数库率先实现了这个功能。ECMAScript 6 将其写入语言标准,目前 JavaScript 原生支持 Promise 对象。

Promise 对象的状态

Promise 对象通过自身的状态,来控制异步操作。Promise 实例具有三种状态。

  • 异步操作未完成(pending)
  • 异步操作成功(fulfilled)
  • 异步操作失败(rejected)

上面三种状态里面,fulfilledrejected合在一起称为resolved(已定型)。

这三种的状态的变化途径只有两种。

  • 从“未完成”到“成功”
  • 从“未完成”到“失败”

一旦状态发生变化,就凝固了,不会再有新的状态变化。这也是 Promise 这个名字的由来,它的英语意思是“承诺”,一旦承诺成效,就不得再改变了。这也意味着,Promise 实例的状态变化只可能发生一次。

因此,Promise 的最终结果只有两种。

  • 异步操作成功,Promise 实例传回一个值(value),状态变为fulfilled。
  • 异步操作失败,Promise 实例抛出一个错误(error),状态变为rejected

Promise 构造函数

JavaScript 提供原生的Promise构造函数,用来生成 Promise实例:

var promise = new Promise(function (resolve, reject) {
  // ...

  if (/* 异步操作成功 */){
    resolve(value);
  } else { /* 异步操作失败 */
    reject(new Error());
  }
});

上面代码中,Promise构造函数接受一个函数作为参数,该函数的两个参数分别是resolvereject。它们是两个函数,由 JavaScript引擎提供,不用自己实现。

resolve函数的作用是,将Promise实例的状态从“未完成”变为“成功”(即从pending变为fulfilled),在异步操作成功时调用,并将异步操作的结果,作为参数传递出去。reject函数的作用是,将Promise实例的状态从“未完成”变为“失败”(即从pending变为rejected),在异步操作失败时调用,并将异步操作报出的错误,作为参数传递出去。

Promise.prototype.then()

Promise实例的then方法,用来添加回调函数。

then方法可以接受两个回调函数,第一个是异步操作成功时(变为fulfilled状态)的回调函数,第二个是异步操作失败(变为rejected)时的回调函数(该参数可以省略)。一旦状态改变,就调用相应的回调函数。

var p1 = new Promise(function (resolve, reject) {
  resolve('成功');
});
p1.then(console.log, console.error);
// "成功"

var p2 = new Promise(function (resolve, reject) {
  reject(new Error('失败'));
});
p2.then(console.log, console.error);
// Error: 失败

上面代码中,p1p2都是Promise 实例,它们的then方法绑定两个回调函数:成功时的回调函数console.log,失败时的回调函数console.error(可以省略)。p1的状态变为成功,p2的状态变为失败,对应的回调函数会收到异步操作传回的值,然后在控制台输出。

then方法可以链式使用。

p1
  .then(step1)
  .then(step2)
  .then(step3)
  .then(
    console.log,
    console.error
  );

上面代码中,p1后面有四个then,意味依次有四个回调函数。只要前一步的状态变为fulfilled,就会依次执行紧跟在后面的回调函数。

最后一个then方法,回调函数是console.logconsole.error,用法上有一点重要的区别。console.log只显示step3的返回值,而console.error可以显示p1step1step2step3之中任意一个发生的错误。举例来说,如果step1的状态变为rejected,那么step2step3都不会执行了(因为它们是resolved的回调函数)。Promise开始寻找,接下来第一个为rejected的回调函数,在上面代码中是console.error。这就是说,Promise对象的报错具有传递性。

实例:图片加载

下面是使用 Promise 完成图片的加载。

var preloadImage = function (path) {
  return new Promise(function (resolve, reject) {
    var image = new Image();
    image.onload  = resolve;
    image.onerror = reject;
    image.src = path;
  });
};

上面代码中,image是一个图片对象的实例。它有两个事件监听属性,onload属性在图片加载成功后调用,onerror属性在加载失败调用。

上面的preloadImage()函数用法如下。

preloadImage('https://example.com/my.jpg')
  .then(function (e) { document.body.append(e.target) })
  .then(function () { console.log('加载成功') })

上面代码中,图片加载成功以后,onload属性会返回一个事件对象,因此第一个then()方法的回调函数,会接收到这个事件对象。该对象的target属性就是图片加载后生成的 DOM节点。

DOM

DOM 是 JavaScript 操作网页的接口,全称为“文档对象模型”(Document Object Model)。它的作用是将网页转为一个 JavaScript 对象,从而可以用脚本进行各种操作(比如增删内容)。

浏览器会根据 DOM 模型,将结构化文档(比如 HTML 和 XML)解析成一系列的节点,再由这些节点组成一个树状结构(DOM Tree)。所有的节点和最终的树状结构,都有规范的对外接口。

DOM 只是一个接口规范,可以用各种语言实现。所以严格地说,DOM 不是 JavaScript 语法的一部分,但是 DOM 操作是 JavaScript 最常见的任务,离开了 DOM,JavaScript 就无法控制网页。另一方面,JavaScript 也是最常用于 DOM 操作的语言。后面介绍的就是 JavaScript 对 DOM 标准的实现和用法。

节点

DOM 的最小组成单位叫做节点(node)。文档的树形结构(DOM 树),就是由各种不同类型的节点组成。每个节点可以看作是文档树的一片叶子。

节点的类型有七种。

  • Document:整个文档树的顶层节点
  • DocumentTypedoctype标签(比如<!DOCTYPE html>)
  • Element:网页的各种HTML标签(比如、
  • Attribute:网页元素的属性(比如class="right")
  • Text:标签之间或标签包含的文本
  • Comment:注释
  • DocumentFragment:文档的片段

浏览器提供一个原生的节点对象Node,上面这七种节点都继承了Node,因此具有一些共同的属性和方法。

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