为什么会有这一篇“重新介绍”呢?因为 JavaScript 堪称世界上被人误解最深的编程语言。虽然常被嘲为“玩具语言”,但在它看似简洁的外衣下,还隐藏着强大的语言特性。 JavaScript 目前广泛应用于众多知名应用中,对于网页和移动开发者来说,深入理解 JavaScript 就尤为必要。
先从这门语言的历史谈起是有必要的。在1995 年 Netscape 一位名为 Brendan Eich 的工程师创造了 JavaScript,随后在 1996 年初,JavaScript 首先被应用于 Netscape 2 浏览器上。最初的 JavaScript 名为 LiveScript,后来,因为 Sun Microsystem 的 Java 语言兴起,被广泛使用,Netscape 出于宣传和推广的考虑,将它的名字从最初的 LiveScript 更改为 JavaScript——尽管两者之间并没有什么共同点。这便是之后混淆产生的根源。
几个月后,Microsoft 随 IE 3 发布推出了一个与之基本兼容的语言 JScript。又过了几个月,Netscape 将 JavaScript 提交至 Ecma International(一个欧洲标准化组织), ECMAScript 标准第一版便在 1997 年诞生了,随后在 1999 年以 ECMAScript 第三版的形式进行了更新,从那之后这个标准没有发生过大的改动。由于委员会在语言特性的讨论上发生分歧,ECMAScript 第四版尚未推出便被废除,但随后于 2009 年 12 月发布的 ECMAScript 第五版引入了第四版草案加入的许多特性。第六版标准已经于 2015 年 6 月发布。
注意: 为熟悉起见,从这里开始,我们将使用 “JavaScript” 代替 ECMAScript 。
与大多数编程语言不同,JavaScript 没有输入或输出的概念。它是一个在主机环境(host environment)下运行的脚本语言,任何与外界沟通的机制都是由主机环境提供的。浏览器是最常见的主机环境,但在非常多的其他程序中也包含 JavaScript 解释器,如 Adobe Acrobat、Adobe Photoshop、SVG 图像、Yahoo! 的 Widget 引擎,Node.js 之类的服务器端环境,NoSQL 数据库(如开源的 Apache CouchDB)、嵌入式计算机,以及包括 GNOME (注:GNU/Linux 上最流行的 GUI 之一)在内的桌面环境等等。
概览
JavaScript 是一种多范式的动态语言,它包含类型、运算符、标准内置( built-in)对象和方法。它的语法来源于 Java 和 C,所以这两种语言的许多语法特性同样适用于 JavaScript。JavaScript 通过原型链而不是类来支持面向对象编程(有关 ES6 类的内容参考这里Classes
,有关对象原型参考见此继承与原型链)。JavaScript同样支持函数式编程——因为它们也是对象,函数也可以被保存在变量中,并且像其他对象一样被传递。
先从任何编程语言都不可缺少的组成部分——“类型”开始。JavaScript 程序可以修改值(value),这些值都有各自的类型。JavaScript 中的类型包括:
…哦,还有看上去有些…奇怪的 RegExp
(正则表达式),这三种类型都是特殊的对象。严格意义上说,Function(函数)也是一种特殊的对象。所以准确来说,JavaScript 中的类型应该包括这些:
JavaScript 还有一种内置的 但是,如果我们继续使用上面的分类,事情便容易得多;所以,现在,我们先讨论上面这些类型。
数字
根据语言规范,JavaScript 采用“遵循 IEEE 754 标准的双精度 64 位格式”("double-precision 64-bit format IEEE 754 values")表示数字。据此我们能得到一个有趣的结论,和其他编程语言(如 C 和 Java)不同,JavaScript 不区分整数值和浮点数值,所有数字在 JavaScript 中均用浮点数值表示,所以在进行数字运算的时候要特别注意。看看下面的例子:
0.1 + 0.2 = 0.30000000000000004
在具体实现时,整数值通常被视为32位整型变量,在个别实现(如某些浏览器)中也以32位整型变量的形式进行存储,直到它被用于执行某些32位整型不支持的操作,这是为了便于进行位操作。
JavaScript 支持标准的Math
(数学对象),用以处理更多的高级数学函数和常数:
Math.sin(3.5); var circumference = 2 * Math.PI * r;
你可以使用内置函数 parseInt()
将字符串转换为整型。该函数的第二个可选参数表示字符串所表示数字的基(进制):
parseInt("123", 10); // 123 parseInt("010", 10); // 10
一些老版本的浏览器会将首字符为“0”的字符串当做八进制数字,2013 年以前的 JavaScript 实现会返回一个意外的结果:
parseInt("010"); // 8
parseInt("0x10"); // 16
这是因为字符串以数字 0 开头,parseInt()
函数会把这样的字符串视作八进制数字;同理,0x开头的字符串则视为十六进制数字。
如果想把一个二进制数字字符串转换成整数值,只要把第二个参数设置为 2 就可以了:
parseInt("11", 2); // 3
JavaScript 还有一个类似的内置函数 parseInt()
不同的地方是,parseFloat()
只应用于解析十进制数字。
单元运算符 + 也可以把数字字符串转换成数值:
+ "42"; // 42
+ "010"; // 10
+ "0x10"; // 16
如果给定的字符串不存在数值形式,函数会返回一个特殊的值 NaN
(Not a Number 的缩写):
parseInt("hello", 10); // NaN
要小心NaN:如果把 NaN
作为参数进行任何数学运算,结果也会是 NaN
:
NaN + 5; //NaN
可以使用内置函数 isNaN()
来判断一个变量是否为 NaN
:
isNaN(NaN); // true
JavaScript 还有两个特殊值:Infinity
(正无穷)和 -Infinity
(负无穷):
1 / 0; // Infinity -1 / 0; // -Infinity
可以使用内置函数 isFinite()
来判断一个变量是否是一个有穷数, 如果类型为Infinity
, -Infinity
或 NaN则返回false
:
isFinite(1/0); // false isFinite(Infinity); // false isFinite(-Infinity); // false isFinite(NaN); // false isFinite(0); // true isFinite(2e64); // true isFinite("0"); // true // 如果是纯数值类型的检测,则返回 false: Number.isFinite("0"); // false
parseInt()
和
parseFloat()
函数会尝试逐个解析字符串中的字符,直到遇上一个无法被解析成数字的字符,然后返回该字符前所有数字字符组成的数字。然而如果使用运算符 "+", 只要字符串中含有无法被解析成数字的字符,该字符串都将被转换成
NaN
。可分别使用这两种方法解析“10.2abc”这一字符串,并比较得到的结果,来理解这两种方法的区别。
字符串
JavaScript 中的字符串是一串Unicode 字符序列。这对于那些需要和多语种网页打交道的开发者来说是个好消息。更准确地说,它们是一串UTF-16编码单元的序列,每一个编码单元由一个 16 位二进制数表示。每一个Unicode字符由一个或两个编码单元来表示。
如果想表示一个单独的字符,只需使用长度为 1 的字符串。
通过访问字符串的 length
(编码单元的个数)属性,可以得到它的长度。
"hello".length; // 5
这是我们第一次碰到 JavaScript 对象。我们有没有提过你可以像 methods(方法)能让你操作字符串和获取字符串的信息。
"hello".charAt(0); // "h" "hello, world".replace("world", "mars"); // "hello, mars" "hello".toUpperCase(); // "HELLO"
其他类型
与其他类型不同,JavaScript 中的 undefined
是一个“undefined(未定义)”类型的对象,表示一个未初始化的值,也就是还没有被分配的值。我们之后再具体讨论变量,但有一点可以先简单说明一下,JavaScript 允许声明变量但不对其赋值,一个未被赋值的变量就是 undefined
类型。还有一点需要说明的是,undefined
实际上是一个不允许修改的常量。
JavaScript 包含布尔类型,这个类型的变量有两个可能的值,分别是 true
和 false
(两者都是关键字)。根据具体需要,JavaScript 按照如下规则将变量转换成布尔类型:
false
、0
、空字符串(""
)、NaN
、null
和undefined
被转换为false
- 所有其他值被转换为
true
也可以使用 Boolean()
函数进行显式转换:
Boolean(''); // false Boolean(234); // true
不过一般没必要这么做,因为 JavaScript 会在需要一个布尔变量时隐式完成这个转换操作(比如在 if
条件语句中)。所以,有时我们可以把转换成布尔值后的变量分别称为 真值(true values)——即值为 true 和 假值(false values)——即值为 false;也可以分别称为“真的”(truthy)和“假的”(falsy)。
JavaScript 支持包括 &&
(逻辑与)、||
(逻辑或)和!
(逻辑非)在内的一些逻辑运算符。下面会有所提到。
变量
在 JavaScript 中声明一个新变量的方法是使用关键字 let
、const
和 var
:
let
语句声明一个块级作用域的本地变量,并且可选的将其初始化为一个值。
let a;
let name = 'Simon';
下面是使用 let
声明变量作用域的例子:
// myLetVariable is *not* visible out here
for (let myLetVariable = 0; myLetVariable < 5; myLetVariable++) {
// myLetVariable is only visible in here
}
// myLetVariable is *not* visible out here
const
允许声明一个不可变的常量。这个常量在定义域内总是可见的。
const Pi = 3.14; // 设置 Pi 的值
Pi = 1; // 将会抛出一个错误因为你改变了一个常量的值。
var
是最常见的声明变量的关键字。它没有其他两个关键字的种种限制。这是因为它是传统上在 JavaScript 声明变量的唯一方法。使用 var
声明的变量在它所声明的整个函数都是可见的。
var a; var name = "simon";
一个使用 var
声明变量的语句块的例子:
// myVarVariable *is* visible out here
for (var myVarVariable = 0; myVarVariable < 5; myVarVariable++) {
// myVarVariable is visible to the whole function
}
// myVarVariable *is* visible out here
如果声明了一个变量却没有对其赋值,那么这个变量的类型就是 undefined
。
JavaScript 与其他语言的(如 Java)的重要区别是在 JavaScript 中语句块(blocks)是没有作用域的,只有函数有作用域。因此如果在一个复合语句中(如 if 控制结构中)使用 var 声明一个变量,那么它的作用域是整个函数(复合语句在函数中)。 但是从 ECMAScript Edition 6 开始将有所不同的, let
和 const
关键字允许你创建块作用域的变量。
运算符
JavaScript的算术操作符包括 +
、-
、*
、/
和 %
——求余(与模运算相同)。赋值使用 =
运算符,此外还有一些复合运算符,如 +=
和 -=
,它们等价于 x = x operator y
。
x += 5; // 等价于 x = x + 5;
可以使用 ++
和 --
分别实现变量的自增和自减。两者都可以作为前缀或后缀操作符使用。
+
操作符还可以用来连接字符串:
"hello" + " world"; // hello world
如果你用一个字符串加上一个数字(或其他值),那么操作数都会被首先转换为字符串。如下所示:
"3" + 4 + 5; // 345 3 + 4 + "5"; // 75
这里不难看出一个实用的技巧——通过与空字符串相加,可以将某个变量快速转换成字符串类型。
JavaScript 中的比较操作使用 <
、>
、<=
和 >=
,这些运算符对于数字和字符串都通用。相等的比较稍微复杂一些。由两个“=
(等号)”组成的相等运算符有类型自适应的功能,具体例子如下:
123 == "123" // true 1 == true; // true
如果在比较前不需要自动类型转换,应该使用由三个“=
(等号)”组成的相等运算符:
1 === true; //false 123 === "123"; // false
JavaScript 还支持 !=
和 !==
两种不等运算符,具体区别与两种相等运算符的区别类似。
JavaScript 还提供了 位操作符。
控制结构
JavaScript 的控制结构与其他类 C 语言类似。可以使用 if
和 else
来定义条件语句,还可以连起来使用:
var name = "kittens"; if (name == "puppies") { name += "!"; } else if (name == "kittens") { name += "!!"; } else { name = "!" + name; } name == "kittens!!"; // true
JavaScript 支持 while
循环和 do-while
循环。前者适合常见的基本循环操作,如果需要循环体至少被执行一次则可以使用 do-while
:
while (true) { // 一个无限循环! } var input; do { input = get_input(); } while (inputIsNotValid(input))
JavaScript 的 for
循环与 C 和 Java 中的相同:使用时可以在一行代码中提供控制信息。
for (var i = 0; i < 5; i++) { // 将会执行五次 }
JavaScript 也还包括其他两种重要的 for 循环: for
...of
for (let value of array) {
// do something with value
}
和 for
...in
:
for (let property in object) {
// do something with object property
}
&&
和 ||
运算符使用短路逻辑(short-circuit logic),是否会执行第二个语句(操作数)取决于第一个操作数的结果。在需要访问某个对象的属性时,使用这个特性可以事先检测该对象是否为空:
var name = o && o.getName();
或用于缓存值(当错误值无效时):
var name = cachedName || (cachedName = getName());
类似地,JavaScript 也有一个用于条件表达式的三元操作符:
var allowed = (age > 18) ? "yes" : "no";
在需要多重分支时可以使用 基于一个数字或字符串的switch
语句:
switch(action) { case 'draw': drawIt(); break; case 'eat': eatIt(); break; default: doNothing(); }
如果你不使用 break
语句,JavaScript 解释器将会执行之后 case
中的代码。除非是为了调试,一般你并不需要这个特性,所以大多数时候不要忘了加上 break。
switch(a) { case 1: // 继续向下 case 2: eatIt(); break; default: doNothing(); }
default
语句是可选的。switch
和 case
都可以使用需要运算才能得到结果的表达式;在 switch
的表达式和 case
的表达式是使用 ===
严格相等运算符进行比较的:
switch(1 + 3){ case 2 + 2: yay(); break; default: neverhappens(); }
对象
JavaScript 中的对象,Object,可以简单理解成“名称-值”对(而不是键值对:现在,ES 2015 的映射表(Map),比对象更接近键值对),不难联想 JavaScript 中的对象与下面这些概念类似:
- Python 中的字典(Dictionary)
- Perl 和 Ruby 中的散列/哈希(Hash)
- C/C++ 中的散列表(Hash table)
- Java 中的散列映射表(HashMap)
- PHP 中的关联数组(Associative array)
这样的数据结构设计合理,能应付各类复杂需求,所以被各类编程语言广泛采用。正因为 JavaScript 中的一切(除了核心类型,core object)都是对象,所以 JavaScript 程序必然与大量的散列表查找操作有着千丝万缕的联系,而散列表擅长的正是高速查找。
“名称”部分是一个 JavaScript 字符串,“值”部分可以是任何 JavaScript 的数据类型——包括对象。这使用户可以根据具体需求,创建出相当复杂的数据结构。
有两种简单方法可以创建一个空对象:
var obj = new Object();
和:
var obj = {};
这两种方法在语义上是相同的。第二种更方便的方法叫作“对象字面量(object literal)”法。这种也是 JSON 格式的核心语法,一般我们优先选择第二种方法。
“对象字面量”也可以用来在对象实例中定义一个对象:
var obj = { name: "Carrot", "for": "Max",//'for' 是保留字之一,使用'_for'代替 details: { color: "orange", size: 12 } }
对象的属性可以通过链式(chain)表示方法进行访问:
obj.details.color; // orange obj["details"]["size"]; // 12
下面的例子创建了一个对象原型,Person
,和这个原型的实例,You
。
function Person(name, age) { this.name = name; this.age = age; } // 定义一个对象 var You = new Person("You", 24); // 我们创建了一个新的 Person,名称是 "You" // ("You" 是第一个参数, 24 是第二个参数..)
完成创建后,对象属性可以通过如下两种方式进行赋值和访问:
obj.name = "Simon" var name = obj.name;
和:
// bracket notation
obj['name'] = 'Simon';
var name = obj['name'];
// can use a variable to define a key
var user = prompt('what is your key?')
obj[user] = prompt('what is its value?')
这两种方法在语义上也是相同的。第二种方法的优点在于属性的名称被看作一个字符串,这就意味着它可以在运行时被计算,缺点在于这样的代码有可能无法在后期被解释器优化。它也可以被用来访问某些以预留关键字作为名称的属性的值:
obj.for = "Simon"; // 语法错误,因为 for 是一个预留关键字 obj["for"] = "Simon"; // 工作正常
注意:从 EcmaScript 5 开始,预留关键字可以作为对象的属性名(reserved words may be used as object property names "in the buff")。 这意味着当定义对象字面量时不需要用双引号了。参见 ES5 Spec.
关于对象和原型的详情参见: Object.prototype. 解释对象原型和对象原型链可以参见:继承与原型链。
注意:从 EcmaScript 6 开始,对象键可以在创建时使用括号表示法由变量定义。{[phoneType]: 12345} 可以用来替换 var userPhone = {}; userPhone[phoneType] = 12345
.
数组
JavaScript 中的数组是一种特殊的对象。它的工作原理与普通对象类似(以数字为属性名,但只能通过[]
来访问),但数组还有一个特殊的属性——length
(长度)属性。这个属性的值通常比数组最大索引大 1。
创建数组的传统方法是:
var a = new Array(); a[0] = "dog"; a[1] = "cat"; a[2] = "hen"; a.length; // 3
使用数组字面量(array literal)法更加方便:
var a = ["dog", "cat", "hen"]; a.length; // 3
注意,Array.length
并不总是等于数组中元素的个数,如下所示:
var a = ["dog", "cat", "hen"]; a[100] = "fox"; a.length; // 101
记住:数组的长度是比数组最大索引值多一的数。
如果试图访问一个不存在的数组索引,会得到 undefined
:
typeof(a[90]); // undefined
可以通过如下方式遍历一个数组:
for (var i = 0; i < a.length; i++) { // Do something with a[i] }
ES2015 引入了更加简洁的 for
...of
循环,可以用它来遍历可迭代对象,例如数组:
for (const currentValue of a) { // Do something with currentValue }
遍历数组的另一种方法是使用 for...in
循环, 然而这并不是遍历数组元素而是数组的索引。注意,如果哪个家伙直接向 Array.prototype
添加了新的属性,使用这样的循环这些属性也同样会被遍历。所以并不推荐使用这种方法遍历数组:
for (var i in a) { // Do something with a[i] }
ECMAScript 5 增加了另一个遍历数组的方法,forEach()
:
["dog", "cat", "hen"].forEach(function(currentValue, index, array) { // Do something with currentValue or array[index] });
如果想在数组后追加元素,只需要:
a.push(item);
除了 forEach()
和 push()
,Array(数组)类还自带了许多方法。建议查看 Array 方法的完整文档。
方法名称 | 描述 |
---|---|
a.toString() |
返回一个包含数组中所有元素的字符串,每个元素通过逗号分隔。 |
a.toLocaleString() |
根据宿主环境的区域设置,返回一个包含数组中所有元素的字符串,每个元素通过逗号分隔。 |
a.concat(item1[, item2[, ...[, itemN]]]) |
返回一个数组,这个数组包含原先 a 和 item1、item2、……、itemN 中的所有元素。 |
a.join(sep) |
返回一个包含数组中所有元素的字符串,每个元素通过指定的 sep 分隔。 |
a.pop() |
删除并返回数组中的最后一个元素。 |
a.push(item1, ..., itemN) |
将 item1、item2、……、itemN 追加至数组 a 。 |
a.reverse() |
数组逆序(会更改原数组 a )。 |
a.shift() |
删除并返回数组中第一个元素。 |
a.slice(start, end) |
返回子数组,以 a[start] 开头,以 a[end] 前一个元素结尾。 |
a.sort([cmpfn]) |
依据可选的比较函数 |
a.splice(start, delcount[, item1[, ...[, itemN]]]) |
从 |
a.unshift(item1[, item2[, ...[, itemN]]]) |
将 |
函数
学习 JavaScript 最重要的就是要理解对象和函数两个部分。最简单的函数就像下面这个这么简单:
function add(x, y) { var total = x + y; return total; }
这个例子包括你需要了解的关于基本函数的所有部分。一个 JavaScript 函数可以包含 0 个或多个已命名的变量。函数体中的表达式数量也没有限制。你可以声明函数自己的局部变量。return
语句在返回一个值并结束函数。如果没有使用 return
语句,或者一个没有值的 return
语句,JavaScript 会返回 undefined
。
已命名的参数更像是一个指示而没有其他作用。如果调用函数时没有提供足够的参数,缺少的参数会被 undefined
替代。
add(); // NaN // 不能在 undefined 对象上进行加法操作
你还可以传入多于函数本身需要参数个数的参数:
add(2, 3, 4); // 5 // 将前两个值相加,4 被忽略了
这看上去有点蠢。函数实际上是访问了函数体中一个名为 arguments
的内部对象,这个对象就如同一个类似于数组的对象一样,包括了所有被传入的参数。让我们重写一下上面的函数,使它可以接收任意个数的参数:
function add() { var sum = 0; for (var i = 0, j = arguments.length; i < j; i++) { sum += arguments[i]; } return sum; } add(2, 3, 4, 5); // 14
这跟直接写成 2 + 3 + 4 + 5
也没什么区别。我们还是创建一个求平均数的函数吧:
function avg() { var sum = 0; for (var i = 0, j = arguments.length; i < j; i++) { sum += arguments[i]; } return sum / arguments.length; } avg(2, 3, 4, 5); // 3.5
这个就有用多了,但是却有些冗长。为了使代码变短一些,我们可以使用剩余参数来替换arguments的使用。在这方法中,我们可以传递任意数量的参数到函数中同时尽量减少我们的代码。这个剩余参数操作符在函数中以:...variable 的形式被使用,它将包含在调用函数时使用的未捕获整个参数列表到这个变量中。我们同样也可以将 for 循环替换为 for...of 循环来返回我们变量的值。
function avg(...args) { var sum = 0; for (let value of args) { sum += value; } return sum / args.length; } avg(2, 3, 4, 5); // 3.5
在上面这段代码中,所有被传入该函数的参数都被变量 args 所持有。
需要注意的是,无论“剩余参数操作符”被放置到函数声明的哪里,它都会把除了自己之前的所有参数存储起来。比如函数:function avg(firstValue, ...args) 会把传入函数的第一个值存入 firstValue,其他的参数存入 args。这是虽然一个很有用的语言特性,却也会带来新的问题。avg()
函数只接受逗号分开的参数列表 -- 但是如果你想要获取一个数组的平均值怎么办?一种方法是将函数按照如下方式重写:
function avgArray(arr) { var sum = 0; for (var i = 0, j = arr.length; i < j; i++) { sum += arr[i]; } return sum / arr.length; } avgArray([2, 3, 4, 5]); // 3.5
但如果能重用我们已经创建的那个函数不是更好吗?幸运的是 JavaScript 允许你通过任意函数对象的 apply()
方法来传递给它一个数组作为参数列表。
avg.apply(null, [2, 3, 4, 5]); // 3.5
传给 apply()
的第二个参数是一个数组,它将被当作 avg()
的参数列表使用,至于第一个参数 null
,我们将在后面讨论。这也正说明了一个事实——函数也是对象。
通过使用展开语法,你也可以获得同样的效果。
比如说:avg(...numbers)
JavaScript 允许你创建匿名函数:
var avg = function() { var sum = 0; for (var i = 0, j = arguments.length; i < j; i++) { sum += arguments[i]; } return sum / arguments.length; };
这个函数在语义上与 function avg()
相同。你可以在代码中的任何地方定义这个函数,就像写普通的表达式一样。基于这个特性,有人发明出一些有趣的技巧。与 C 中的块级作用域类似,下面这个例子隐藏了局部变量:
var a = 1; var b = 2; (function() { var b = 3; a += b; })(); a; // 4 b; // 2
JavaScript 允许以递归方式调用函数。递归在处理树形结构(比如浏览器 DOM)时非常有用。
function countChars(elm) {
if (elm.nodeType == 3) { // TEXT_NODE
文本节点
return elm.nodeValue.length;
}
var count = 0;
for (var i = 0, child; child = elm.childNodes[i]; i++) {
count += countChars(child);
}
return count;
}
这里需要说明一个潜在问题——既然匿名函数没有名字,那该怎么递归调用它呢?在这一点上,JavaScript 允许你命名这个函数表达式。你可以命名立即调用的函数表达式(IIFE——Immediately Invoked Function Expression),如下所示:
var charsInBody = (function counter(elm) { if (elm.nodeType == 3) { // 文本节点 return elm.nodeValue.length; } var count = 0; for (var i = 0, child; child = elm.childNodes[i]; i++) { count += counter(child); } return count; })(document.body);
如上所提供的函数表达式的名称的作用域仅仅是该函数自身。这允许引擎去做更多的优化,并且这种实现更可读、友好。该名称也显示在调试器和一些堆栈跟踪中,节省了调试时的时间。
需要注意的是 JavaScript 函数是它们本身的对象——就和 JavaScript 其他一切一样——你可以给它们添加属性或者更改它们的属性,这与前面的对象部分一样。
自定义对象
在经典的面向对象语言中,对象是指数据和在这些数据上进行的操作的集合。与 C++ 和 Java 不同,JavaScript 是一种基于原型的编程语言,并没有 class 语句,而是把函数用作类。那么让我们来定义一个人名对象,这个对象包括人的姓和名两个域(field)。名字的表示有两种方法:“名 姓(First Last)”或“姓, 名(Last, First)”。使用我们前面讨论过的函数和对象概念,可以像这样完成定义:
function makePerson(first, last) { return { first: first, last: last } } function personFullName(person) { return person.first + ' ' + person.last; } function personFullNameReversed(person) { return person.last + ', ' + person.first } s = makePerson("Simon", "Willison"); personFullName(s); // Simon Willison personFullNameReversed(s); // Willison, Simon
上面的写法虽然可以满足要求,但是看起来很麻烦,因为需要在全局命名空间中写很多函数。既然函数本身就是对象,如果需要使一个函数隶属于一个对象,那么不难得到:
function makePerson(first, last) { return { first: first, last: last, fullName: function() { return this.first + ' ' + this.last; }, fullNameReversed: function() { return this.last + ', ' + this.first; } } } s = makePerson("Simon", "Willison"); s.fullName(); // Simon Willison s.fullNameReversed(); // Willison, Simon
上面的代码里有一些我们之前没有见过的东西:关键字 this
。当使用在函数中时,this
指代当前的对象,也就是调用了函数的对象。如果在一个对象上使用点或者方括号来访问属性或方法,这个对象就成了 this
。如果并没有使用“点”运算符调用某个对象,那么 this
将指向全局对象(global object)。这是一个经常出错的地方。例如:
s = makePerson("Simon", "Willison"); var fullName = s.fullName; fullName(); // undefined undefined
当我们调用 fullName()
时,this
实际上是指向全局对象的,并没有名为 first
或 last
的全局变量,所以它们两个的返回值都会是 undefined
。
下面使用关键字 this
改进已有的 makePerson
函数:
function Person(first, last) { this.first = first; this.last = last; this.fullName = function() { return this.first + ' ' + this.last; } this.fullNameReversed = function() { return this.last + ', ' + this.first; } } var s = new Person("Simon", "Willison");
我们引入了另外一个关键字:new
,它和 this
密切相关。它的作用是创建一个崭新的空对象,然后使用指向那个对象的 this
调用特定的函数。注意,含有 this
的特定函数不会返回任何值,只会修改 this
对象本身。new
关键字将生成的 this
对象返回给调用方,而被 new
调用的函数称为构造函数。习惯的做法是将这些函数的首字母大写,这样用 new
调用他们的时候就容易识别了。
不过,这个改进的函数还是和上一个例子一样,在单独调用fullName()
时,会产生相同的问题。
我们的 Person 对象现在已经相当完善了,但还有一些不太好的地方。每次我们创建一个 Person 对象的时候,我们都在其中创建了两个新的函数对象——如果这个代码可以共享不是更好吗?
function personFullName() { return this.first + ' ' + this.last; } function personFullNameReversed() { return this.last + ', ' + this.first; } function Person(first, last) { this.first = first; this.last = last; this.fullName = personFullName; this.fullNameReversed = personFullNameReversed; }
这种写法的好处是,我们只需要创建一次方法函数,在构造函数中引用它们。那是否还有更好的方法呢?答案是肯定的。
function Person(first, last) { this.first = first; this.last = last; } Person.prototype.fullName = function() { return this.first + ' ' + this.last; } Person.prototype.fullNameReversed = function() { return this.last + ', ' + this.first; }
Person.prototype
是一个可以被Person
的所有实例共享的对象。它是一个名叫原型链(prototype chain)的查询链的一部分:当你试图访问一个 Person
没有定义的属性时,解释器会首先检查这个 Person.prototype
来判断是否存在这样一个属性。所以,任何分配给 Person.prototype
的东西对通过 this
对象构造的实例都是可用的。
这个特性功能十分强大,JavaScript 允许你在程序中的任何时候修改原型(prototype)中的一些东西,也就是说你可以在运行时(runtime)给已存在的对象添加额外的方法:
s = new Person("Simon", "Willison"); s.firstNameCaps(); // TypeError on line 1: s.firstNameCaps is not a function Person.prototype.firstNameCaps = function() { return this.first.toUpperCase() } s.firstNameCaps(); // SIMON
有趣的是,你还可以给 JavaScript 的内置函数原型(prototype)添加东西。让我们给 String
添加一个方法用来返回逆序的字符串:
var s = "Simon"; s.reversed(); // TypeError on line 1: s.reversed is not a function String.prototype.reversed = function() { var r = ""; for (var i = this.length - 1; i >= 0; i--) { r += this[i]; } return r; } s.reversed(); // nomiS
定义新方法也可以在字符串字面量上用(string literal)。
"This can now be reversed".reversed(); // desrever eb won nac sihT
正如我前面提到的,原型组成链的一部分。那条链的根节点是 Object.prototype
,它包括 toString()
方法——将对象转换成字符串时调用的方法。这对于调试我们的 Person
对象很有用:
var s = new Person("Simon", "Willison"); s; // [object Object] Person.prototype.toString = function() { return '<Person: ' + this.fullName() + '>'; } s.toString(); // <Person: Simon Willison>
你是否还记得之前我们说的 avg.apply()
中的第一个参数 null
?现在我们可以回头看看这个东西了。apply()
的第一个参数应该是一个被当作 this
来看待的对象。下面是一个 new
方法的简单实现:
function trivialNew(constructor, ...args) { var o = {}; // 创建一个对象 constructor.apply(o, args); return o; }
这并不是 new
的完整实现,因为它没有创建原型(prototype)链。想举例说明 new 的实现有些困难,因为你不会经常用到这个,但是适当了解一下还是很有用的。在这一小段代码里,...args
(包括省略号)叫作剩余参数(rest arguments)。如名所示,这个东西包含了剩下的参数。
因此,调用
var bill = trivialNew(Person, "William", "Orange");
可认为和调用如下语句是等效的
var bill = new Person("William", "Orange");
apply()
有一个姐妹函数,名叫 call
,它也可以允许你设置 this
,但它带有一个扩展的参数列表而不是一个数组。
function lastNameCaps() { return this.last.toUpperCase(); } var s = new Person("Simon", "Willison"); lastNameCaps.call(s); // 和以下方式等价 s.lastNameCaps = lastNameCaps; s.lastNameCaps();
内部函数
JavaScript 允许在一个函数内部定义函数,这一点我们在之前的 makePerson()
例子中也见过。关于 JavaScript 中的嵌套函数,一个很重要的细节是,它们可以访问父函数作用域中的变量:
function parentFunc() { var a = 1; function nestedFunc() { var b = 4; // parentFunc 无法访问 b return a + b; } return nestedFunc(); // 5 }
如果某个函数依赖于其他的一两个函数,而这一两个函数对你其余的代码没有用处,你可以将它们嵌套在会被调用的那个函数内部,这样做可以减少全局作用域下的函数的数量,这有利于编写易于维护的代码。
这也是一个减少使用全局变量的好方法。当编写复杂代码时,程序员往往试图使用全局变量,将值共享给多个函数,但这样做会使代码很难维护。内部函数可以共享父函数的变量,所以你可以使用这个特性把一些函数捆绑在一起,这样可以有效地防止“污染”你的全局命名空间——你可以称它为“局部全局(local global)”。虽然这种方法应该谨慎使用,但它确实很有用,应该掌握。
闭包
闭包是 JavaScript 中最强大的抽象概念之一——但它也是最容易造成困惑的。它究竟是做什么的呢?
function makeAdder(a) { return function(b) { return a + b; } } var add5 = makeAdder(5); var add20 = makeAdder(20); add5(6); // ? add20(7); // ?
makeAdder
这个名字本身,便应该能说明函数是用来做什么的:它会用一个参数来创建一个新的“adder”函数,再用另一个参数来调用被创建的函数时,makeAdder
会将一前一后两个参数相加。
从被创建的函数的视角来看的话,这两个参数的来源问题会更显而易见:新函数自带一个参数——在新函数被创建时,便钦定、钦点了前一个参数(如上方代码中的 a、5 和 20,参考 makeAdder
的结构,它应当位于新函数外部);新函数被调用时,又接收了后一个参数(如上方代码中的 b、6 和 7,位于新函数内部)。最终,新函数被调用的时候,前一个参数便会和由外层函数传入的后一个参数相加。
这里发生的事情和前面介绍过的内嵌函数十分相似:一个函数被定义在了另外一个函数的内部,内部函数可以访问外部函数的变量。唯一的不同是,外部函数已经返回了,那么常识告诉我们局部变量“应该”不再存在。但是它们却仍然存在——否则 adder
函数将不能工作。也就是说,这里存在 makeAdder
的局部变量的两个不同的“副本”——一个是 a
等于 5,另一个是 a
等于 20。那些函数的运行结果就如下所示:
x(6); // 返回 11 y(7); // 返回 27
下面来说说,到底发生了什么了不得的事情。每当 JavaScript 执行一个函数时,都会创建一个作用域对象(scope object),用来保存在这个函数中创建的局部变量。它使用一切被传入函数的变量进行初始化(初始化后,它包含一切被传入函数的变量)。这与那些保存的所有全局变量和函数的全局对象(global object)相类似,但仍有一些很重要的区别:第一,每次函数被执行的时候,就会创建一个新的,特定的作用域对象;第二,与全局对象(如浏览器的 window
对象)不同的是,你不能从 JavaScript 代码中直接访问作用域对象,也没有 可以遍历当前作用域对象中的属性 的方法。
所以,当调用 makeAdder
时,解释器创建了一个作用域对象,它带有一个属性:a
,这个属性被当作参数传入 makeAdder
函数。然后 makeAdder
返回一个新创建的函数(暂记为 adder
)。通常,JavaScript 的垃圾回收器会在这时回收 makeAdder
创建的作用域对象(暂记为 b
),但是,makeAdder
的返回值,新函数 adder
,拥有一个指向作用域对象 b
的引用。最终,作用域对象 b
不会被垃圾回收器回收,直到没有任何引用指向新函数 adder
。
作用域对象组成了一个名为作用域链(scope chain)的(调用)链。它和 JavaScript 的对象系统使用的原型(prototype)链相类似。
一个闭包,就是 一个函数 与其 被创建时所带有的作用域对象 的组合。闭包允许你保存状态——所以,它们可以用来代替对象。这个 StackOverflow 帖子里有一些关于闭包的详细介绍。