一、JavaScript 大历史记
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JavaScript 因为互联网而生,紧跟着浏览器的出现而问世。回顾它的历史,就要从浏览器的历史讲起。
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1990年底,欧洲核能研究组织(CERN)科学家 Tim Berners-Lee,在全世界最大的电脑网络——互联网的基础上,发明了万维网(World Wide Web),从此可以在网上浏览网页文件。最早的网页只能在操作系统的终端里浏览,也就是说只能使用命令行操作,网页都是在字符窗口中显示,这当然非常不方便。
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1992年底,美国国家超级电脑应用中心(NCSA)开始开发一个独立的浏览器,叫做 Mosaic。这是人类历史上第一个浏览器,从此网页可以在图形界面的窗口浏览。
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1994年10月,NCSA 的一个主要程序员 Marc Andreessen 联合风险投资家 Jim Clark,成立了 Mosaic 通信公司(Mosaic Communications),不久后改名为 Netscape。这家公司的方向,就是在 Mosaic 的基础上,开发面向普通用户的新一代的浏览器 Netscape Navigator。
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1994年12月,Navigator 发布了1.0版,市场份额一举超过90%。Netscape 公司很快发现,Navigator 浏览器需要一种可以嵌入网页的脚本语言,用来控制浏览器行为。当时,网速很慢而且上网费很贵,有些操作不宜在服务器端完成。比如,如果用户忘记填写“用户名”,就点了“发送”按钮,到服务器再发现这一点就有点太晚了,最好能在用户发出数据之前,就告诉用户“请填写用户名”。这就需要在网页中嵌入小程序,让浏览器检查每一栏是否都填写了。管理层对这种浏览器脚本语言的设想是:功能不需要太强,语法较为简单,容易学习和部署。那一年,正逢 Sun 公司的 Java 语言问世,市场推广活动非常成功。Netscape 公司决定与 Sun 公司合作,浏览器支持嵌入 Java 小程序(后来称为 Java applet)。但是,浏览器脚本语言是否就选用 Java,则存在争论。后来,还是决定不使用 Java,因为网页小程序不需要 Java 这么“重”的语法。但是,同时也决定脚本语言的语法要接近 Java,并且可以支持 Java 程序。这些设想直接排除了使用现存语言,比如 Perl、Python 和 TCL。
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1995年,Netscape 公司雇佣了程序员 Brendan Eich 开发这种网页脚本语言。Brendan Eich 有很强的函数式编程背景,希望以 Scheme 语言(函数式语言鼻祖 LISP 语言的一种方言)为蓝本,实现这种新语言。
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1995年5月,Brendan Eich 只用了10天,就设计完成了这种语言的第一版。它是一个大杂烩,语法有多个来源。
基本语法:借鉴 C 语言和 Java 语言。
数据结构:借鉴 Java 语言,包括将值分成原始值和对象两大类。
函数的用法:借鉴 Scheme 语言和 Awk 语言,将函数当作第一等公民,并引入闭包。
原型继承模型:借鉴 Self 语言(Smalltalk 的一种变种)。
正则表达式:借鉴 Perl 语言。
字符串和数组处理:借鉴 Python 语言。
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1995年12月4日,Netscape 公司与 Sun 公司联合发布了 JavaScript 语言,对外宣传 JavaScript 是 Java 的补充,属于轻量级的 Java,专门用来操作网页。其实,Netscape 公司的这种浏览器脚本语言,最初名字叫做 Mocha,1995年9月改为 LiveScript。12月,Netscape 公司与 Sun 公司(Java 语言的发明者和所有者)达成协议,后者允许将这种语言叫做 JavaScript。这样一来,Netscape 公司可以借助 Java 语言的声势,而 Sun 公司则将自己的影响力扩展到了浏览器。之所以起这个名字,并不是因为 JavaScript 本身与 Java 语言有多么深的关系(事实上,两者关系并不深,详见下节),而是因为 Netscape 公司已经决定,使用 Java 语言开发网络应用程序,JavaScript 可以像胶水一样,将各个部分连接起来。当然,后来的历史是 Java 语言的浏览器插件失败了,JavaScript 反而发扬光大。
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1996年3月,Navigator 2.0 浏览器正式内置了 JavaScript 脚本语言。
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1996年8月,微软模仿 JavaScript 开发了一种相近的语言,取名为JScript(JavaScript 是 Netscape 的注册商标,微软不能用),首先内置于IE 3.0。Netscape 公司面临丧失浏览器脚本语言的主导权的局面。
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1996年11月,Netscape 公司决定将 JavaScript 提交给国际标准化组织 ECMA(European Computer Manufacturers Association),希望 JavaScript 能够成为国际标准,以此抵抗微软。ECMA 的39号技术委员会(Technical Committee 39)负责制定和审核这个标准,成员由业内的大公司派出的工程师组成,目前共25个人。该委员会定期开会,所有的邮件讨论和会议记录,都是公开的。
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1997年7月,ECMA 组织发布262号标准文件(ECMA-262)的第一版,规定了浏览器脚本语言的标准,并将这种语言称为 ECMAScript。这个版本就是 ECMAScript 1.0 版。之所以不叫 JavaScript,一方面是由于商标的关系,Java 是 Sun 公司的商标,根据一份授权协议,只有 Netscape 公司可以合法地使用 JavaScript 这个名字,且 JavaScript 已经被 Netscape 公司注册为商标,另一方面也是想体现这门语言的制定者是 ECMA,不是 Netscape,这样有利于保证这门语言的开放性和中立性。因此,ECMAScript 和 JavaScript 的关系是,前者是后者的规格,后者是前者的一种实现。在日常场合,这两个词是可以互换的。
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1997年7月,ECMAScript 1.0发布。
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1998年6月,ECMAScript 2.0版发布。
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1999年12月,ECMAScript 3.0版发布,成为 JavaScript 的通行标准,得到了广泛支持。
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2007年10月,ECMAScript 4.0版草案发布,对3.0版做了大幅升级,预计次年8月发布正式版本。草案发布后,由于4.0版的目标过于激进,各方对于是否通过这个标准,发生了严重分歧。以 Yahoo、Microsoft、Google 为首的大公司,反对 JavaScript 的大幅升级,主张小幅改动;以 JavaScript 创造者 Brendan Eich 为首的 Mozilla 公司,则坚持当前的草案。
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2008年7月,由于对于下一个版本应该包括哪些功能,各方分歧太大,争论过于激进,ECMA 开会决定,中止 ECMAScript 4.0 的开发(即废除了这个版本),将其中涉及现有功能改善的一小部分,发布为 ECMAScript 3.1,而将其他激进的设想扩大范围,放入以后的版本,由于会议的气氛,该版本的项目代号起名为 Harmony(和谐)。会后不久,ECMAScript 3.1 就改名为 ECMAScript 5。
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2009年12月,ECMAScript 5.0版 正式发布。Harmony 项目则一分为二,一些较为可行的设想定名为 JavaScript.next 继续开发,后来演变成 ECMAScript 6;一些不是很成熟的设想,则被视为 JavaScript.next.next,在更远的将来再考虑推出。TC39 的总体考虑是,ECMAScript 5 与 ECMAScript 3 基本保持兼容,较大的语法修正和新功能加入,将由 JavaScript.next 完成。当时,JavaScript.next 指的是ECMAScript 6。第六版发布以后,将指 ECMAScript 7。TC39 预计,ECMAScript 5 会在2013年的年中成为 JavaScript 开发的主流标准,并在此后五年中一直保持这个位置。
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2011年6月,ECMAScript 5.1版发布,并且成为 ISO 国际标准(ISO/IEC 16262:2011)。到了2012年底,所有主要浏览器都支持 ECMAScript 5.1版的全部功能。
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2013年3月,ECMAScript 6 草案冻结,不再添加新功能。新的功能设想将被放到 ECMAScript 7。
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2013年12月,ECMAScript 6 草案发布。然后是12个月的讨论期,听取各方反馈。
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2015年6月,ECMAScript 6 正式发布,并且更名为“ECMAScript 2015”。这是因为 TC39 委员会计划,以后每年发布一个 ECMAScript 的版本,下一个版本在2016年发布,称为“ECMAScript 2016”,2017年发布“ECMAScript 2017”,以此类推。
二、JavaScript 的特性
不同于服务器与ASP,JavaScript主要被作为客户端脚本语言在用户的浏览器上运行,不需要服务器的支持。所以在早期程序员比较青睐于JavaScript以减少对服务器的负担,而与此同时也带来另一个问题:安全性。而随着服务器变得强大,现在的程序员更喜欢运行于服务端的脚本以保证安全,但JavaScript仍然以其跨平台、容易上手等优势大行其道。同时,有些特殊功能(如AJAX)必须依赖JavaScript在客户端进行支持。随着引擎如V8和框架如Node.js的发展,及其事件驱动及异步IO等特性,JavaScript逐渐被用来编写服务器端程序。且在近几年中,Node.js的出世,让JavaScript也具有了一定的服务器功能。以下是ECMAScript通常实现所共有的特性:
1、指令式与结构化
JavaScript从支持许多C语言的结构化编程语法(例如if条件语句、while循环、switch语句、do-while循环等)。但作用域是一个例外:JavaScript在过去只支持使用var关键字来定义变量的函数作用域。ECMAScript 2015加入了let关键字来支持块级作用域。意味着JavaScript现在既支持函数作用域又支持块级作用域。和C语言一样,JavaScript中的表达式和语句是不同的。有一点格式上的不同,JavaScript支持自动在语句末添加分号,因此允许忽略语句末尾的分号。
2、弱类型
Javascript是弱类型的,这意味着变量可以被隐式地转换为另一个类型。
- 二元运算符
+会把两个操作数转换为字符串,除非两个操作数都为数字类型。这是因为+也表示字符串连接操作。 - 二元操作符
-会把两个操作数转换为数字类型。 - 一元操作符,包括
+和-,都会把操作数转换为数字。
下列为变量转换为字符串的例子:
- 字符串类型不变。
- 数字会转换为其字符串表示。
- 数组的元素会转换为字符串,然后连接成通过逗号
,分隔的长字符串。 - 其它对象会转换为
[object Object],其中Object中该对象的构造函数"构造函数")名。
类型的隐藏转换,是JavaScript受到批评的原因之一,因为其增加了规则的复杂度与发生错误的可能性。
| 左操作数 | 操作符 | 右操作数 | 结果 |
|---|---|---|---|
[](空数组) | + | [](空数组) | ""(空字符串) |
[](空数组) | + | {}(空对象) | "[object Object]"(字符串) |
false(布尔值) | + | [](空字符串) | "false"(字符串) |
"123"(字符串) | + | 1(数字) | "1231"(字符串) |
"123"(字符串) | - | 1(数字) | 122 (数字) |
3、动态化
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类型
JavaScript是动态类型的,正如大部分脚本语言,其类型与值而不是与变量关联。例如变量可以为数值,随后又可被赋值为字符串。JavaScript提供了包括鸭子类型在内的方法来检测变量类型。
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运行时估值
Javascript提供eval()函数,可以在运行时直接执行Javascript语句。
4、基于原型的面向对象
在JavaScript中,对象是关联数组,通过原型(prototype,见下)进行扩充。每一个字符串键值提供对象的一个属性的名称。可以通过两种效果相同的方式进行访问:使用点号(obj.x)或使用方括号(obj['x'])。属性可以在运行时添加、重定义或删除。一个对象大多数属性(包括来自原型继承链的属性)都可以通过 for...in循环访问。
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原型
JavaScript使用原型,而许多其它面向对象语言使用类用于实现继承。有了原型,使得在JavaScript中模拟基于类的面向对象特征变成可能。
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函数作为对象构造器
函数在JavaScript中兼作为对象构造函数。在函数调用前加上new会创建一个原型的实例,并继承来自构造函数的属性和方法(包括来自Object原型)。ECMAScript 5提供Object.create方法,可以显式地创建实例还不是自动从Object继承。构造函数的prototype属性决定了用于新对象的内部原型。可以通过修改构造函数的原型的方法来为对象添加新的方法。也可以修改JavaScript的内部对象的原型,如Array或Object。尽管可以这么做,但对Object原型进行修改并不是一个好的做法。因为大多数JavaScript对象都会从Object继承,且不会希望其原型做了修改。
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函数作为方法
与大多数而向对象的语言不同,在JavaScript中函数定义与方法定义没有明显的区别。唯一的区别在于调用时:当函数被作为方法调用时,函数的this会指向调用此函数的对象。
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传统的类定义与使用格式
ECMAScript ES6加入了对class、extends关键字的支持,使得类的定义与继承行为更加类似于其它面向对象语言,同时也更加容易使用。
5、函数式
在JavaScript中,函数是一等的,函数也被认为是对象。因此,函数也可以有属性与方法,例如call()和bind等。嵌套函数指定义于其它函数内部的函数,在外部函数被调用时,嵌套函数会被创建。另外,嵌套函数是一个闭包 ,在外部函数的作用域(包括常量,局部变量和参数)都成为内部函数状态的一部分,甚至在外部函数执行完毕后,内部函数的状态依然保留。JavaScript同时也支持匿名函数。
6、其它
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运行时环境
JavaScript通常依赖于运行时环境(例如浏览器来提供对象和方法,脚本可以通过这些对象和方法与环境(例如网页DOM进行交互。它还依赖于运行时环境来提供包含/导入脚本(例如HTML的功能。这本身不是语言功能,但是在大多数JavaScript实现中很常见。
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异步
JavaScript一般来说是单线程的。为了并发地处理事件,JavaScript程序输入/输出是使用事件和回调函数执行的。例如,这意味着JavaScript可以在等待数据库查询返回信息时处理鼠标单击。ECMAScript ES6引入了Promise用于优雅地处理异步事件,其可以使得传统的基于回调的异步代码更加清晰与简单。
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变长参数
JavaScript中函数的参数长度是可变的,在函数内部可以通过arguments对象访问这些参数。
三、JavaScript 的缺陷
1、为什么Javascript存在缺陷?
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设计阶段过于仓促
Javascript的设计,其实只用了十天。而且,设计师是为了向公司交差,本人并不愿意这样设计。
另一方面,这种语言的设计初衷,是为了解决一些简单的网页互动(比如,检查"用户名"是否填写),并没有考虑复杂应用的需要。设计者做梦也想不到,Javascript将来可以写出像Gmail这种极其庞大复杂的网页。
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没有先例
Javascript同时结合了函数式编程和面向对象编程的特点,这很可能是历史上的第一例。而且直到今天为止,Javascript仍然是世界上唯一使用Prototype继承模型的主要语言。这使得它没有设计先例可以参考。
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过早的标准化
Javascript的发展非常快,根本没有时间调整设计。
1995年5月,设计方案定稿;10月,解释器开发成功;12月,向市场推出,立刻被广泛接受,全世界的用户大量使用。Javascript缺乏一个从小到大、慢慢积累用户的过程,而是连续的爆炸式扩散增长。大量的既成网页和业余网页设计者的参与,使得调整语言规格困难重重。
更糟的是,Javascript的规格还没来及调整,就固化了。
1996年8月,微软公司强势介入,宣布推出自己的脚本语言Jscript;11月,为了压制微软,网景公司决定申请Javascript的国际标准;1997年6月,第一个国际标准ECMA-262正式颁布。
也就是说,Javascript推出一年半之后,国际标准就问世了。设计缺陷还没有充分暴露就成了标准。相比之下,C语言问世将近20年之后,国际标准才颁布。
2、Javascript的10个设计缺陷
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不适合开发大型程序
Javascript没有名称空间(namespace),很难模块化;没有如何将代码分布在多个文件的规范;允许同名函数的重复定义,后面的定义可以覆盖前面的定义,很不利于模块化加载。
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非常小的标准库
Javascript提供的标准函数库非常小,只能完成一些基本操作,很多功能都不具备。
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null和undefined
null属于对象(object)的一种,意思是该对象为空;undefined则是一种数据类型,表示未定义。
typeof null; // object
typeof undefined; // undefined
两者非常容易混淆,但是含义完全不同。
var foo;
alert(foo == null); // true
alert(foo == undefined); // true
alert(foo === null); // false
alert(foo === undefined); // true
在编程实践中,null几乎没用,根本不应该设计它。
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全局变量难以控制
Javascript的全局变量,在所有模块中都是可见的;任何一个函数内部都可以生成全局变量,这大大加剧了程序的复杂性。
a = 1;
(function(){
b=2;
alert(a);
})(); // 1
alert(b); //2
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自动插入行尾分号
Javascript的所有语句,都必须以分号结尾。但是,如果你忘记加分号,解释器并不报错,而是为你自动加上分号。有时候,这会导致一些难以发现的错误。
比如,下面这个函数根本无法达到预期的结果,返回值不是一个对象,而是undefined。
function(){
return
{
i=1
};}
原因是解释器自动在return语句后面加上了分号。
function(){
return;
{
i=1
};}
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加号运算符
+号作为运算符,有两个含义,可以表示数字与数字的和,也可以表示字符与字符的连接。
alert(1+10); // 11
alert("1"+"10"); // 110
如果一个操作项是字符,另一个操作项是数字,则数字自动转化为字符。
alert(1+"10"); // 110
alert("10"+1); // 101
这样的设计,不必要地加剧了运算的复杂性,完全可以另行设置一个字符连接的运算符。
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NaN
NaN是一种数字,表示超出了解释器的极限。它有一些很奇怪的特性:
NaN === NaN; //false
NaN !== NaN; //true
alert( 1 + NaN ); // NaN
与其设计NaN,不如解释器直接报错,反而有利于简化程序。
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数组和对象的区分
由于Javascript的数组也属于对象(object),所以要区分一个对象到底是不是数组,相当麻烦。Douglas Crockford的代码是这样的:
if ( arr &&
typeof arr === 'object' &&
typeof arr.length === 'number' &&
!arr.propertyIsEnumerable('length')){alert("arr is an array");
}
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== 和 ===
==用来判断两个值是否相等。当两个值类型不同时,会发生自动转换,得到的结果非常不符合直觉。
"" == "0" // false
0 == "" // true
0 == "0" // true
false == "false" // false
false == "0" // true
false == undefined // false
false == null // false
null == undefined // true
" \t\r\n" == 0 // true
因此,推荐任何时候都使用"==="(精确判断)比较符。
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基本类型的包装对象
Javascript有三种基本数据类型:字符串、数字和布尔值。它们都有相应的建构函数,可以生成字符串对象、数字对象和布尔值对象。
new Boolean(false);
new Number(1234);
new String("Hello World");
与基本数据类型对应的对象类型,作用很小,造成的混淆却很大。
alert( typeof 1234); // number
alert( typeof new Number(1234)); // object