【前言】
本書講述如何指揮計算機開展工作。如今計算機與螺絲刀一樣普遍，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)計算器，你可以打開相應(yīng)的應(yīng)用程序并開始工作。但對于獨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算機該做什么的精確指令。因為計算機是頭腦簡單、死板的，編程基本上是單調(diào)乏味和令人沮喪的。
幸運的是，如果你能克服這些，甚至可能享受愚笨的機器可以處理的嚴(yán)謹(jǐn)思維，那么編程可以帶來豐厚的回報。它允許你在幾秒鐘內(nèi)完成手工永遠(yuǎn)無法完成的操作。這是一種讓你的計算機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)編程活動都是用編程語言完成的。編程語言是用于指導(dǎo)計算機的人造語言。有趣的是，我們發(fā)現(xiàn)與計算機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，計算機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)是與計算機交互的主要方法。它們在很大程度上被圖形界面取代，圖形界面更容易學(xué)習(xí)，但提供的自由度更低。如果你知道計算機語言的藏身之處，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。事實證明，編程很難。基本規(guī)則簡單明了，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，你可能會迷失在里面。
有時讀這本書會讓人非常沮喪。如果你不熟悉編程，那么會有很多新內(nèi)容需要消化。其次，大部分時候都需要你具備其他相關(guān)知識才能理解這些內(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，不要對自己的能力有任何懷疑。你很優(yōu)秀——只需要堅持下去。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)是一項艱苦的工作，但你學(xué)到的一切都屬于自己，并且會使后續(xù)的學(xué)習(xí)變得更容易。
當(dāng)行動變得無利可圖時，收集信息；
當(dāng)信息變得無利可圖時，睡覺。
—Ursula K. Le Guin，《黑暗的左手》
程序這個詞有多重含義。它是由程序員鍵入的一段文本，是使計算機完成任務(wù)的指揮力量，它也是計算機內(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)谋扔鳎�即把程序視作包含許多零件的機器，為了使整臺機器正常運轉(zhuǎn)，我們必須考慮如何將這些零件相互連接起來，并實現(xiàn)整體的運轉(zhuǎn)。
計算機是一臺承載這些無形機器的物理機器。計算機本身只能做簡單直接的事情。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)合大量簡單的動作來完成非常復(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)一個程序正常工作時，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，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)計中有很多可怕的錯誤，應(yīng)該繼續(xù)大膽犯錯以加深你的理解。編寫好程序的感覺是在編程實踐中培養(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
在計算機誕生之初，沒有編程語言。程序看起來像是這樣的：
這是一個將數(shù)字從1到10加在一起并打印出結(jié)果的程序：1 + 2 + … + 10 = 55。它可以運行在一臺簡單的虛擬機器上。要對早期的計算機進(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算機。你可以想象編寫這種程序是多么乏味和容易出錯。即使編寫簡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，手動輸入這些神秘的二進(jìn)制位（1和0）模式確實給程序員一種強烈的成就感，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存儲在內(nèi)存位置0中。
（2）將數(shù)字1存儲在內(nèi)存位置1中。
（3）將內(nèi)存位置1的值存儲在內(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)存位置會有所改善。
你能看出這個程序是如何運作的嗎？前兩行為兩個內(nèi)存位置提供了它們的起始值：total將用于構(gòu)建計算結(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行。因為我們的虛擬機器相當(dāng)原始，它只能測試一個數(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，把count增加1。
下面是JavaScript中的相同程序：
這個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。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”。我們不再需要創(chuàng)建臨時值并將其與零進(jìn)行比較，這只是一個無趣的細(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)建一個范圍內(nèi)的數(shù)字集合并計算數(shù)字集合的總和，例如下面的這個程序：
這個故事的寓意是，同一個程序的表達(dá)方式可長可短，可讀性有好有壞。程序的第一個版本非�；逎�難懂，而最后一個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算機必須在更高級別執(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，而不必為每個動作重新加載頁面。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銷考慮，而不是合理的判斷。當(dāng)JavaScript出現(xiàn)時，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)車是一個好主意。現(xiàn)在我們已經(jīng)無法擺脫這個名字了。
JavaScript語言在Netscape之外得到采用之后，人們編寫了一個標(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國際組織。在實踐中，ECMAScript和JavaScript這兩個術(shù)語可以互換使用，它們是同一種語言的兩個名稱。
有人會說JavaScript有許多糟糕之處。其中很多都是確實存在的。當(dāng)我第一次被要求用JavaScript編寫程序時，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，但它解釋這個代碼的方式卻與我的原意完全不同。這與我當(dāng)時沒有弄清楚“我在做什么”有很大關(guān)系，但這里有一個真正的問題：JavaScript在它允許的內(nèi)容上過于自由。這種設(shè)計背后的初衷是，它將使初學(xué)者更容易使用JavaScript進(jìn)行編程。實際上，因為系統(tǒng)不會向你指出問題，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。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。在正確學(xué)習(xí)JavaScript語言并花一段時間使用它后，我真的變得喜歡它了。
JavaScript有好幾個版本。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，此版本計劃對該語言進(jìn)行一些徹底的改進(jìn)和擴展。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)行了一些無爭議的改進(jìn)。然后在2015年發(fā)布了第6版，這是一個重大更新，其中包括原計劃加到第4版中的一些想法。從那時起，我們每年都有新的小更新。
語言不斷發(fā)展這一事實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。一些數(shù)據(jù)庫（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)器編程的幾個平臺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項目（詳見第20章）。
代碼以及對它的處理方式
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腦子，但我保證你會很快掌握它。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，我希望你會嘗試進(jìn)行實驗，并且不只限于這些習(xí)題。
運行本書中的示例代碼并進(jìn)行實驗的最簡單方法是在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行它，并查看它產(chǎn)生的輸出。要進(jìn)行練習(xí)，請訪問https://eloquentjavascript.net/code，它為每個編碼習(xí)題都提供啟動代碼，并允許你查看解決方案。
如果你想在本書的網(wǎng)站之外運行書中定義的程序，則需要注意一些事項。許多示例都獨立存在，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，有五個項目實戰(zhàn)章節(jié)，它們描述了大型的示例程序，讓你體驗實際的編程。按照出現(xiàn)順序，我們將建立一個投遞機器人、一種編程語言、一個平臺游戲、一個像素繪圖程序和一個動態(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)和對象技術(shù)編寫更抽象的代碼并控制復(fù)雜性。
在第一個項目實戰(zhàn)章節(jié)之后，本書的語言部分繼續(xù)介紹錯誤處理和錯誤修復(fù)、正則表達(dá)式（用于處理文本的重要工具）、模塊化（針對復(fù)雜性的另一種防御）和異步編程（處理花時間的事件）等內(nèi)容。第二個項目實戰(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）。本部分也包括兩個項目實戰(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程序以提高速度時需要注意的一些事項。


【譯者序】
JavaScript在網(wǎng)絡(luò)時代誕生，從為靜態(tài)網(wǎng)頁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，也便于我們在各種環(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是輕量級的文本數(shù)據(jù)交換格式，許多數(shù)據(jù)庫軟件也支持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)、錯誤處理、正則表達(dá)式、模塊、異步編程、瀏覽器文檔對象模型、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際的項目，本書安排了5個實戰(zhàn)章節(jié)，涉及路徑查找、自制編程語言、平臺交互游戲、繪圖工具和動態(tài)網(wǎng)站等方面，這些章節(jié)教會我們?nèi)绾卫�用掌握的知識實現(xiàn)各種功能，并組成一個完整的項目。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，編寫出更強大的代碼。
本書有一個功能豐富的支持網(wǎng)站（網(wǎng)址請見“前言”介紹），上面有可免費閱讀的章節(jié)，可以實際執(zhí)行內(nèi)嵌的代碼段，允許即時查看結(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)計的，網(wǎng)站本身就是對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，對編程也產(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。感謝我的家人，他們的辛勤勞動，使我能專心地投入本書的翻譯。
盧　濤
2019年11月