【前言】
本書講述如何指揮計(jì)算機(jī)開展工作。如今計(jì)算機(jī)與螺絲刀一樣普遍，但它們比螺絲刀復(fù)雜得多，讓它們完成你想做的工作并不容易。
如果是一個(gè)常見的、易于理解的任務(wù)，例如顯示你的電子郵件或充當(dāng)計(jì)算器，你可以打開相應(yīng)的應(yīng)用程序并開始工作。但對(duì)于獨(dú)一無二或開放式的任務(wù)，可能沒有現(xiàn)成的應(yīng)用程序可用。
這就是編程的用武之地。編程是構(gòu)建程序的行為，而程序是一組告訴計(jì)算機(jī)該做什么的精確指令。因?yàn)橛?jì)算機(jī)是頭腦簡(jiǎn)單、死板的，編程基本上是單調(diào)乏味和令人沮喪的。
幸運(yùn)的是，如果你能克服這些，甚至可能享受愚笨的機(jī)器可以處理的嚴(yán)謹(jǐn)思維，那么編程可以帶來豐厚的回報(bào)。它允許你在幾秒鐘內(nèi)完成手工永遠(yuǎn)無法完成的操作。這是一種讓你的計(jì)算機(jī)工具做以前無法做的事情的方法。它提供了抽象思維的精彩練習(xí)。
大多數(shù)編程活動(dòng)都是用編程語言完成的。編程語言是用于指導(dǎo)計(jì)算機(jī)的人造語言。有趣的是，我們發(fā)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)通信的最有效方式是從人類彼此通信的方式中借鑒大量的內(nèi)容。與人類語言一樣，計(jì)算機(jī)語言允許以新的方式組合單詞和短語，從而可以表達(dá)新的概念。
基于語言的界面，例如20世紀(jì)80年代和90年代的BASIC和DOS提示符，在某種程度上曾經(jīng)是與計(jì)算機(jī)交互的主要方法。它們?cè)诤艽蟪潭壬媳粓D形界面取代，圖形界面更容易學(xué)習(xí)，但提供的自由度更低。如果你知道計(jì)算機(jī)語言的藏身之處，就仍然可以把它們用起來。每種現(xiàn)代Web瀏覽器都內(nèi)置了一種這樣的語言——JavaScript，因此它幾乎可以在每臺(tái)設(shè)備上使用。
本書將努力讓你熟悉這種語言，以便用它來做有用和有趣的事情。
【關(guān)于編程】
除了解釋JavaScript之外，我還將介紹編程的基本原理。事實(shí)證明，編程很難。基本規(guī)則簡(jiǎn)單明了，但基于這些規(guī)則構(gòu)建的程序往往變得非常復(fù)雜，從而無法說明其規(guī)則和復(fù)雜性。編程在某種程度上構(gòu)建了自己的迷宮，你可能會(huì)迷失在里面。
有時(shí)讀這本書會(huì)讓人非常沮喪。如果你不熟悉編程，那么會(huì)有很多新內(nèi)容需要消化。其次，大部分時(shí)候都需要你具備其他相關(guān)知識(shí)才能理解這些內(nèi)容的組合。
你需要付出必要的努力。當(dāng)你努力學(xué)習(xí)這本書時(shí)，不要對(duì)自己的能力有任何懷疑。你很優(yōu)秀——只需要堅(jiān)持下去。休息一下，重讀一些章節(jié)，并確保閱讀并理解示例程序和練習(xí)。學(xué)習(xí)是一項(xiàng)艱苦的工作，但你學(xué)到的一切都屬于自己，并且會(huì)使后續(xù)的學(xué)習(xí)變得更容易。
當(dāng)行動(dòng)變得無利可圖時(shí)，收集信息；
當(dāng)信息變得無利可圖時(shí)，睡覺。
—Ursula K. Le Guin，《黑暗的左手》
程序這個(gè)詞有多重含義。它是由程序員鍵入的一段文本，是使計(jì)算機(jī)完成任務(wù)的指揮力量，它也是計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，它還控制在同一內(nèi)存上執(zhí)行的操作。將程序與我們熟悉的對(duì)象進(jìn)行類比往往不盡如人意。有一種表面上比較恰當(dāng)?shù)谋扔�，即把程序視作包含許多零件的機(jī)器，為了使整臺(tái)機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)，我們必須考慮如何將這些零件相互連接起來，并實(shí)現(xiàn)整體的運(yùn)轉(zhuǎn)。
計(jì)算機(jī)是一臺(tái)承載這些無形機(jī)器的物理機(jī)器。計(jì)算機(jī)本身只能做簡(jiǎn)單直接的事情。它們?nèi)绱擞杏玫脑�因是它們做這些事情的速度極快。程序可以巧妙地結(jié)合大量簡(jiǎn)單的動(dòng)作來完成非常復(fù)雜的事情。
程序是思想的結(jié)晶。構(gòu)造它不需要成本，它也沒有重量，通過打字我們很容易把它創(chuàng)造出來。
但是，如果不加注意，程序的大小和復(fù)雜性將會(huì)失去控制，甚至?xí)�使�?gòu)造它的人無法理解。保持程序受控是編程中需要考慮的主要問題。當(dāng)一個(gè)程序正常工作時(shí)，它是優(yōu)美的。編程藝術(shù)是控制復(fù)雜性的技能。出色的程序都是簡(jiǎn)明的，它們的復(fù)雜性都不太高。
一些程序員認(rèn)為管理這種復(fù)雜性的最好辦法是只在程序中使用一小部分易于理解的技術(shù)。他們制定了嚴(yán)格的規(guī)則（“最佳實(shí)踐”）來規(guī)定程序應(yīng)該具有的形式，并小心地把它們限定在很小的安全范圍內(nèi)。
這不僅無聊，而且效果不佳。新問題通常需要新的解決方案。編程的歷史不長(zhǎng)，并且仍在迅速發(fā)展，而且它的變化足以為不同的方法提供空間。在程序設(shè)計(jì)中有很多可怕的錯(cuò)誤，應(yīng)該繼續(xù)大膽犯錯(cuò)以加深你的理解。編寫好程序的感覺是在編程實(shí)踐中培養(yǎng)起來的，而不是從一系列規(guī)則中學(xué)到的。
為什么語言很重要
在計(jì)算機(jī)誕生之初，沒有編程語言。程序看起來像是這樣的：
這是一個(gè)將數(shù)字從1到10加在一起并打印出結(jié)果的程序：1 + 2 + … + 10 = 55。它可以運(yùn)行在一臺(tái)簡(jiǎn)單的虛擬機(jī)器上。要對(duì)早期的計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程，必須在正確的位置設(shè)置大型開關(guān)陣列，或者在紙帶上打孔并將它們送入計(jì)算機(jī)。你可以想象編寫這種程序是多么乏味和容易出錯(cuò)。即使編寫簡(jiǎn)單的程序也需要很多聰明才智和規(guī)則。編寫復(fù)雜的程序幾乎是不可思議的。
當(dāng)然，手動(dòng)輸入這些神秘的二進(jìn)制位（1和0）模式確實(shí)給程序員一種強(qiáng)烈的成就感，仿佛自己成了魔法師。在工作滿意度方面，這一定非常令人滿足。
先前程序的每一行都包含一條指令。它可以用如下中文表達(dá)：
（1）將數(shù)字0存儲(chǔ)在內(nèi)存位置0中。
（2）將數(shù)字1存儲(chǔ)在內(nèi)存位置1中。
（3）將內(nèi)存位置1的值存儲(chǔ)在內(nèi)存位置2中。
（4）從內(nèi)存位置2的值中減去數(shù)字11。
（5）如果內(nèi)存位置2的值為數(shù)字0，則繼續(xù)執(zhí)行指令9。
（6）將內(nèi)存位置1的值添加到內(nèi)存位置0。
（7）將數(shù)字1添加到內(nèi)存位置1的值中。
（8）繼續(xù)執(zhí)行指令3。
（9）輸出內(nèi)存位置0的值。
雖然這已經(jīng)比一堆二進(jìn)制位的可讀性更好，但它仍然相當(dāng)難懂。用名稱代替數(shù)字來指代指令和內(nèi)存位置會(huì)有所改善。
你能看出這個(gè)程序是如何運(yùn)作的嗎？前兩行為兩個(gè)內(nèi)存位置提供了它們的起始值：total將用于構(gòu)建計(jì)算結(jié)果，count將跟蹤我們當(dāng)前正在查看的數(shù)字。使用compare的行可能是最奇怪的。此程序想要查看count是否等于11來決定它是否可以停止運(yùn)行。因?yàn)槲覀兊奶摂M機(jī)器相當(dāng)原始，它只能測(cè)試一個(gè)數(shù)字是否為零并據(jù)此做出決定。因此，它使用標(biāo)記為compare的內(nèi)存位置來計(jì)算count - 11的值，并根據(jù)此值來做決策。接下來的兩行將count的值添加到結(jié)果中，并且每當(dāng)程序確定count不是11時(shí)，把count增加1。
下面是JavaScript中的相同程序：
這個(gè)版本為我們提供了一些改進(jìn)。最重要的是，沒有必要再次指定程序來回跳轉(zhuǎn)的方式。while結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)這一點(diǎn)。只要它給出的條件成立，它將繼續(xù)執(zhí)行它下面的代碼塊（用括號(hào)括起來的部分）。條件是count <= 10，這意味著“count小于或等于10”。我們不再需要?jiǎng)?chuàng)建臨時(shí)值并將其與零進(jìn)行比較，這只是一個(gè)無趣的細(xì)節(jié)。編程語言的部分功能就在于可以為我們處理無趣的細(xì)節(jié)。
在程序結(jié)束處，在while結(jié)構(gòu)完成之后，console.log操作用于寫出結(jié)果。
最后，如果我們正好有方便的range和sum操作可用，可以分別創(chuàng)建一個(gè)范圍內(nèi)的數(shù)字集合并計(jì)算數(shù)字集合的總和，例如下面的這個(gè)程序：
這個(gè)故事的寓意是，同一個(gè)程序的表達(dá)方式可長(zhǎng)可短，可讀性有好有壞。程序的第一個(gè)版本非�；逎�難懂，而最后一個(gè)版本幾乎是一句直白的話：記錄（log）從1到10的數(shù)字范圍（range）內(nèi)的總和（sum）。（我們將在后面的章節(jié)中看到如何定義像sum和range這樣的操作。）
一種好的編程語言可以幫助程序員討論計(jì)算機(jī)必須在更高級(jí)別執(zhí)行的操作。它有助于省略細(xì)節(jié)，提供方便的構(gòu)件（例如while和console.log），允許你定義自己的構(gòu)件（例如sum和range），并使這些構(gòu)件易于組合。


【什么是JavaScript】
JavaScript于1995年面世，它是在Netscape Navigator瀏覽器中向網(wǎng)頁(yè)添加程序的一種方式。所有其他主要的圖形Web瀏覽器都已采用了此語言。它使現(xiàn)代Web應(yīng)用程序成為可能——你可以直接與這種應(yīng)用程序交互，而不必為每個(gè)動(dòng)作重新加載頁(yè)面。JavaScript也用于更傳統(tǒng)的網(wǎng)站，以提供各種形式的交互性和智能。
值得注意的是，JavaScript與名為Java的編程語言幾乎無關(guān)。采用相似名稱是出自營(yíng)銷考慮，而不是合理的判斷。當(dāng)JavaScript出現(xiàn)時(shí)，Java語言正在大規(guī)模推廣并且越來越受歡迎。有人認(rèn)為嘗試搭乘這一成功語言的順風(fēng)車是一個(gè)好主意�，F(xiàn)在我們已經(jīng)無法擺脫這個(gè)名字了。
JavaScript語言在Netscape之外得到采用之后，人們編寫了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)文檔來描述它的工作方式，以便聲稱支持JavaScript的各種軟件實(shí)際上都在討論同一種語言。這被稱為ECMAScript標(biāo)準(zhǔn)，得名于標(biāo)準(zhǔn)化它的ECMA國(guó)際組織。在實(shí)踐中，ECMAScript和JavaScript這兩個(gè)術(shù)語可以互換使用，它們是同一種語言的兩個(gè)名稱。
有人會(huì)說JavaScript有許多糟糕之處。其中很多都是確實(shí)存在的。當(dāng)我第一次被要求用JavaScript編寫程序時(shí)，我很快就開始鄙視它了。它幾乎可以接受我輸入的任何代碼，但它解釋這個(gè)代碼的方式卻與我的原意完全不同。這與我當(dāng)時(shí)沒有弄清楚“我在做什么”有很大關(guān)系，但這里有一個(gè)真正的問題：JavaScript在它允許的內(nèi)容上過于自由。這種設(shè)計(jì)背后的初衷是，它將使初學(xué)者更容易使用JavaScript進(jìn)行編程。實(shí)際上，因?yàn)橄到y(tǒng)不會(huì)向你指出問題，所以更難以在程序中發(fā)現(xiàn)問題。
不過，這種靈活性也有其優(yōu)點(diǎn)。它為許多技術(shù)留下了空間，這些技術(shù)在更嚴(yán)格的語言中是不可能實(shí)現(xiàn)的，正如你將看到的（例如在第10章中），它的靈活性可以用來克服一些JavaScript的缺點(diǎn)。在正確學(xué)習(xí)JavaScript語言并花一段時(shí)間使用它后，我真的變得喜歡它了。
JavaScript有好幾個(gè)版本。ECMAScript第3版是JavaScript在2000年到2010年逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位時(shí)得到廣泛支持的版本。在此期間，ECMA正在雄心勃勃地開發(fā)第4版，此版本計(jì)劃對(duì)該語言進(jìn)行一些徹底的改進(jìn)和擴(kuò)展。以這種激進(jìn)的方式改變一種活生生的、廣泛使用的語言，在現(xiàn)實(shí)中非常困難，所以ECMA在2008年放棄開發(fā)第4版，這導(dǎo)致改動(dòng)遠(yuǎn)不那么激進(jìn)的第5版。第5版于2009年發(fā)布，只進(jìn)行了一些無爭(zhēng)議的改進(jìn)。然后在2015年發(fā)布了第6版，這是一個(gè)重大更新，其中包括原計(jì)劃加到第4版中的一些想法。從那時(shí)起，我們每年都有新的小更新。
語言不斷發(fā)展這一事實(shí)意味著瀏覽器必須不斷跟進(jìn)，如果你使用的是較舊的瀏覽器，則可能無法支持所有功能。語言設(shè)計(jì)人員謹(jǐn)慎地不做任何可能破壞現(xiàn)有程序的更改，因此新瀏覽器仍然可以運(yùn)行舊程序。在本書中，我使用的是2017版JavaScript。
Web瀏覽器不是唯一使用JavaScript的平臺(tái)。一些數(shù)據(jù)庫(kù)（如MongoDB和CouchDB）也使用JavaScript作為腳本和查詢語言。用于桌面和服務(wù)器編程的幾個(gè)平臺(tái)為在瀏覽器之外編寫JavaScript提供了環(huán)境，其中最值得注意的是Node.js項(xiàng)目（詳見第20章）。
代碼以及對(duì)它的處理方式
代碼是組成程序的文本。本書中的大多數(shù)章節(jié)都包含很多代碼。我相信閱讀代碼和編寫代碼是學(xué)習(xí)編程不可或缺的部分。不要只是粗略瀏覽一下這些例子，務(wù)必仔細(xì)閱讀并理解它們。這么做起初可能很慢而且費(fèi)腦子，但我保證你會(huì)很快掌握它。習(xí)題也是如此。在你真正編寫出有效的解決方案之前，不要認(rèn)為已經(jīng)明白了它們。
我建議你嘗試使用實(shí)際的JavaScript解釋器來檢查習(xí)題答案。利用這種方式，你可以立即獲得你的代碼是否有效的反饋，并且，我希望你會(huì)嘗試進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并且不只限于這些習(xí)題。
運(yùn)行本書中的示例代碼并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的最簡(jiǎn)單方法是在https://eloquentjavascript.net上的本書在線版本中查找。在那里，你可以單擊任何代碼示例來編輯和運(yùn)行它，并查看它產(chǎn)生的輸出。要進(jìn)行練習(xí)，請(qǐng)?jiān)L問https://eloquentjavascript.net/code，它為每個(gè)編碼習(xí)題都提供啟動(dòng)代碼，并允許你查看解決方案。
如果你想在本書的網(wǎng)站之外運(yùn)行書中定義的程序，則需要注意一些事項(xiàng)。許多示例都獨(dú)立存在，應(yīng)該適用于任何JavaScript環(huán)境。但是后面章節(jié)中的代碼通常是針對(duì)特定環(huán)境（瀏覽器或Node.js）編寫的，并且只能在那種環(huán)境中運(yùn)行。此外，許多章節(jié)定義了規(guī)模更大的程序，出現(xiàn)在它們中的代碼片段彼此依賴或依賴于外部文件。網(wǎng)站上的沙盒提供了Zip文件的鏈接，其中包含運(yùn)行給定章節(jié)代碼所需的所有腳本和數(shù)據(jù)文件。
【本書概述】
本書包含三個(gè)部分。前十二章討論了JavaScript語言。接下來的七章介紹Web瀏覽器以及JavaScript用于瀏覽器編程的方式。最后，用兩章專門介紹Node.js，這是另一種用于編寫JavaScript的環(huán)境。
在整本書中，有五個(gè)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)章節(jié)，它們描述了大型的示例程序，讓你體驗(yàn)實(shí)際的編程。按照出現(xiàn)順序，我們將建立一個(gè)投遞機(jī)器人、一種編程語言、一個(gè)平臺(tái)游戲、一個(gè)像素繪圖程序和一個(gè)動(dòng)態(tài)網(wǎng)站。
本書語言部分的前四章介紹JavaScript語言的基本結(jié)構(gòu)。它們引入了控制結(jié)構(gòu)（如while）、函數(shù)（編寫自己的構(gòu)件）和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在這之后，你將能夠編寫基本的程序。接下來，第5章和第6章介紹了使用函數(shù)和對(duì)象技術(shù)編寫更抽象的代碼并控制復(fù)雜性。
在第一個(gè)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)章節(jié)之后，本書的語言部分繼續(xù)介紹錯(cuò)誤處理和錯(cuò)誤修復(fù)、正則表達(dá)式（用于處理文本的重要工具）、模塊化（針對(duì)復(fù)雜性的另一種防御）和異步編程（處理花時(shí)間的事件）等內(nèi)容。第二個(gè)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)章節(jié)總結(jié)了本書的第一部分。
第二部分為第13～19章，描述了瀏覽器JavaScript可以訪問的工具。你將學(xué)會(huì)在屏幕上顯示內(nèi)容（第14章和第17章）、回應(yīng)用戶輸入（第15章），以及通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信（第18章）。本部分也包括兩個(gè)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)章節(jié)。
第三部分為第20～22章。第20章描述了Node.js，第21章使用此工具構(gòu)建了一個(gè)小型網(wǎng)站。最后，第22章描述了在優(yōu)化JavaScript程序以提高速度時(shí)需要注意的一些事項(xiàng)。


【譯者序】
JavaScript在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代誕生，從為靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)添加各種炫目的特效，到現(xiàn)在幾乎所有在線的交互網(wǎng)站和小程序，都大量使用了JavaScript。我們幾乎每天都通過瀏覽器和各種應(yīng)用與它打交道，它已成為我們?nèi)粘９ぷ�、生活不可或缺的組成部分。它的這種無所不在，也便于我們?cè)诟鞣N環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)。
JavaScript的演進(jìn)適應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)化組織定期為它添加新功能，并且得益于大量的投資和引擎開發(fā)人員的努力，它的執(zhí)行性能也在不斷地提高。使用JavaScript不但可以編寫在瀏覽器上執(zhí)行的客戶端程序，而且可以編寫在網(wǎng)站后臺(tái)作為服務(wù)器執(zhí)行的程序。人們已利用JavaScript編寫了許多流行的工具框架，如jQuery、Angular、Express等。由它定義的JSON是輕量級(jí)的文本數(shù)據(jù)交換格式，許多數(shù)據(jù)庫(kù)軟件也支持JavaScript和JSON，如MongoDB、CouchDB、MySQL等。JavaScript已經(jīng)成為當(dāng)下最流行的“全�！遍_發(fā)語言。
JavaScript內(nèi)容龐大，一本書不可能面面俱到地介紹所有內(nèi)容。本書提綱挈領(lǐng)地介紹了語言的主要功能和特色，包括基本結(jié)構(gòu)、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、高階函數(shù)、錯(cuò)誤處理、正則表達(dá)式、模塊、異步編程、瀏覽器文檔對(duì)象模型、事件處理、繪圖、HTTP表單、Node等，讀者可以通過學(xué)習(xí)這些內(nèi)容循序漸進(jìn)地掌握基本的編程概念、技術(shù)和思想。為了讀者能夠較快地上手實(shí)際的項(xiàng)目，本書安排了5個(gè)實(shí)戰(zhàn)章節(jié)，涉及路徑查找、自制編程語言、平臺(tái)交互游戲、繪圖工具和動(dòng)態(tài)網(wǎng)站等方面，這些章節(jié)教會(huì)我們?nèi)绾卫�用掌握的知識(shí)實(shí)現(xiàn)各種功能，并組成一個(gè)完整的項(xiàng)目。最后一章介紹了JavaScript性能優(yōu)化的方法論、思路和工具，以幫助我們開發(fā)高效的程序。
本書與時(shí)俱進(jìn)，已更新到第3版，這一版包含了JavaScript語言ES6 規(guī)范的最新功能，比如綁定、常量、類、promise等。學(xué)習(xí)了本書，就能了解該語言的最新發(fā)展，編寫出更強(qiáng)大的代碼。
本書有一個(gè)功能豐富的支持網(wǎng)站（網(wǎng)址請(qǐng)見“前言”介紹），上面有可免費(fèi)閱讀的章節(jié)，可以實(shí)際執(zhí)行內(nèi)嵌的代碼段，允許即時(shí)查看結(jié)果，還有供執(zhí)行示例程序和習(xí)題的沙盒。這些都是作者精心設(shè)計(jì)的，網(wǎng)站本身就是對(duì)JavaScript的絕好展示。我的兒子盧令一就被第16章的熔巖游戲所吸引，當(dāng)他了解到這樣有趣的游戲只要幾百行代碼就能編寫出來時(shí)，對(duì)編程也產(chǎn)生了濃厚的興趣。
感謝華章公司劉鋒編輯的信任，把這本書交給我翻譯。感謝我的同事們，在工作中教給我許多IT知識(shí)。感謝我的家人，他們的辛勤勞動(dòng)，使我能專心地投入本書的翻譯。
盧　濤
2019年11月