什么是 JavaScript？

JavaScript 是一种脚本编程语言，它可以在网页上实现复杂的功能，网页展现给你的不再是简单的静态信息，而是实时的内容更新——交互式的地图、2D/3D 动画、滚动播放的视频等等——JavaScript 就在其中。它是标准 Web 技术蛋糕的第三层，其中 HTML 和 CSS 我们已经在学习区的其他部分进行了详细的讲解。

• HTML 是一种标记语言，用来结构化我们的网页内容并赋予内容含义，例如定义段落、标题和数据表，或在页面中嵌入图片和视频。
• CSS 是一种样式规则语言，可将样式应用于 HTML 内容，例如设置背景颜色和字体，在多个列中布局内容。
• JavaScript 是一种脚本语言，可以用来创建动态更新的内容，控制多媒体，制作图像动画，还有很多。（好吧，虽然它不是万能的，但可以通过简短的代码来实现神奇的功能。）

这三层依次建立，秩序井然。以简单文本标签作为示例。首先用 HTML 将文本标记起来，从而赋予它结构和目的：

<button type="button">Player 1: Chris</button>

然后我们可以为它加一点 CSS 让它更好看：

button {
  font-family: "helvetica neue", helvetica, sans-serif;
  letter-spacing: 1px;
  text-transform: uppercase;
  border: 2px solid rgb(200 200 0 / 60%);
  background-color: rgb(0 217 217 / 60%);
  color: rgb(100 0 0 / 100%);
  box-shadow: 1px 1px 2px rgb(0 0 200 / 40%);
  border-radius: 10px;
  padding: 3px 10px;
  cursor: pointer;
}

最后，我们可以再加上一些 JavaScript 来实现动态行为：

const button = document.querySelector("button");

button.addEventListener("click", updateName);

function updateName() {
  const name = prompt("请输入新的名字");
  button.textContent = `Player 1: ${name}`;
}

尝试点击最后一个版本的文本标签，观察会发生什么（也可在 GitHub 上查看这个演示的源代码或在线运行它）！

JavaScript 能做的远不止这些。让我们来仔细探索。

客户端 JavaScript 语言的核心包含一些普遍的编程特性，以让你可以做到如下的事情：

• 在变量中储存有用的值。比如上文的示例中，我们请求客户输入一个新名字，然后将其储存到 name 变量中。
• 操作一段文本（在编程中称为“字符串”（string））。上文的示例中，我们取字符串“玩家 1：”，然后把它和 name 变量拼接起来，创造出完整的文本标签，比如“玩家 1：小明”。
• 运行代码以响应网页中发生的特定事件。上文的示例中，我们用一个 click 事件来检测按钮什么时候被点击，然后运行代码更新文本标签。
• 以及更多！

JavaScript 语言核心之上所构建的功能更令人兴奋。应用程序接口（Application Programming Interface，API）将为你的代码提供额外的超能力。

API 是已经建立好的一套代码组件，可以让开发者实现原本很难甚至无法实现的程序。就像现成的家具套件之于家居建设，用一些已经切好的木板组装一个书柜，显然比自己设计，寻找合适的木材，裁切至合适的尺寸和形状，找到正确尺寸的螺钉，然后再组装成书柜要简单得多。

API 通常分为两类。

浏览器 API 内建于 web 浏览器中，它们可以将数据从周边计算机环境中筛选出来，还可以做实用的复杂工作。例如：

• 文档对象模型 API 能通过创建、移除和修改 HTML，为页面动态应用新样式等手段来操作 HTML 和 CSS。比如当某个页面出现了一个弹窗，或者显示了一些新内容（像上文小演示中看到那样），这就是 DOM 在运行。
• 地理位置 API 获取地理信息。这就是为什么谷歌地图可以找到你的位置，而且标示在地图上。
• 画布（Canvas） 和 WebGL API 可以创建生动的 2D 和 3D 图像。人们正运用这些 web 技术制作令人惊叹的作品。参见 Chrome Experiments 以及 webglsamples。
• 诸如 HTMLMediaElement 和 WebRTC 等影音类 API 让你可以利用多媒体做一些非常有趣的事，比如在网页中直接播放音乐和影片，或用自己的网络摄像头获取录像，然后在其他人的电脑上展示（试用简易版截图演示以理解这个概念）。

第三方 API 并没有默认嵌入浏览器中，一般要从网上取得它们的代码和信息。比如：

• Twitter API、新浪微博 API 可以在网站上展示最新推文之类。
• 谷歌地图 API、OpenStreetMap API、高德地图 API 可以在网站嵌入定制的地图等等。

先稳住！你看到的只是冰山一角。你不可能仅靠学一天 JavaScript 就能构建下一个 Facebook、谷歌地图、或 Instagram——还有很多基础需要了解，这也是为什么你会在这里，让我们继续吧！

现在我们实实在在的学习一些代码，与此同时，探索 JavaScript 运行时背后发生的事情。

让我们简单回顾一下，浏览器在读取一个网页时都发生什么（CSS 如何工作一文中首次谈及）。浏览器在读取一个网页时，代码（HTML、CSS 和 JavaScript）将在一个运行环境（浏览器标签页）中得到执行。就像一间工厂，将原材料（代码）加工为一件产品（网页）。

JavaScript 的一个非常常见的用途是通过文档对象模型 API（如上所述）动态修改 HTML 和 CSS，以更新用户界面。

每个浏览器标签页就是其自身用来运行代码的独立容器（这些容器用专业术语称为“运行环境”）。大多数情况下，每个标签页中的代码完全独立运行，而且一个标签页中的代码不能直接影响另一个标签页（或者另一个网站）中的代码。这是一个好的安全措施，如果不这样，黑客就可以从其他网站盗取信息，或做一些其他坏事。

当浏览器执行到一段 JavaScript 代码时，通常会按从上往下的顺序执行这段代码。这意味着你需要注意代码书写的顺序。比如，我们回到第一个例子中的 JavaScript 代码：

const button = document.querySelector("button");

button.addEventListener("click", updateName);

function updateName() {
  const name = prompt("输入一个新的名字：");
  button.textContent = `玩家 1：${name}`;
}

首先使用 document.querySelector 选定一个按钮，然后使用 addEventListener 给它附上一个事件监听器（第 3 行），使得在它被点击时，updateName() 代码块（5 – 8 行）便会运行。updateName() 代码块（这类可以重复使用的代码块称为“函数”）向用户请求一个新名字，然后把这个名字插入到段落中以更新显示。

如果互换了代码里最初两行的顺序，会导致问题。浏览器开发者控制台将返回一个错误：Uncaught ReferenceError: Cannot access 'button' before initialization。这意味着 button 对象还未初始化，所以我们不能为它增添事件监听器。

作为程序员，你或许听说过这两个术语：解释（interpret）和编译（compile）。在解释型语言中，代码自上而下运行，且实时返回运行结果。代码在由浏览器执行前，不需要将其转化为其他形式。代码将直接以文本格式被接收和处理。

相对的，编译型语言需要先将代码转化（编译）成另一种形式才能运行。比如 C/C++ 先被编译成机器码，然后才能由计算机运行。程序将以二进制的格式运行，这些二进制内容是由程序源代码产生的。

JavaScript 是轻量级解释型语言。浏览器接受到 JavaScript 代码，并以代码自身的文本格式运行它。技术上，几乎所有 JavaScript 转换器都运用了一种叫做即时编译（just-in-time compiling）的技术；当 JavaScript 源代码被执行时，它会被编译成二进制的格式，使代码运行速度更快。尽管如此，JavaScript 仍然是一门解释型语言，因为编译过程发生在代码运行中，而非之前。

两种类型的语言各有优势，这个问题我们暂且不谈。

你或许还听说过服务器端（server-side）和客户端（client-side）代码这两个术语，尤其是在 web 开发时。客户端代码是在用户的电脑上运行的代码，在浏览一个网页时，它的客户端代码就会被下载，然后由浏览器来运行并展示。在本模块中我们讨论的主要是客户端 JavaScript。

而服务器端代码在服务器上运行，然后运行结果才由浏览器下载并展示出来。流行的服务器端 web 语言包括：PHP、Python、Ruby、ASP.NET，甚至有 JavaScript！JavaScript 也可用作服务器端语言，比如现在流行的 Node.js 环境，你可以在我们的动态网页——服务器端编程主题中找到更多关于服务器端 JavaScript 的知识。

动态一词既适用于客户端 JavaScript，又适用于描述服务器端语言。它是指通过按需生成新内容来更新 web 页面或应用，使得不同环境下可以显示出不同内容。服务器端代码会在服务器上动态生成新内容，例如从数据库中提取信息。而客户端 JavaScript 则在用户端浏览器中动态生成新内容，例如创建一个新的 HTML 表格，用从服务器请求到的数据填充，然后在网页中向用户展示这个表格。两种情况的意义略有不同，但又有所关联，且两者（服务器端和客户端）经常协同工作。

没有动态更新内容的网页叫做静态页面，所显示的内容不会改变。

可以像添加 CSS 那样将 JavaScript 添加到 HTML 页面中。CSS 使用 <link> 元素链接外部样式表，使用 <style> 元素向 HTML 嵌入内部样式表，而 JavaScript 这里只需一个元素——<script>。我们来看看它是怎么工作的。

1. 首先，下载示例文件 apply-javascript.html。放在一个方便的文件夹里。

2. 分别在浏览器和文本编辑器中打开这个文件。你会看到这个 HTML 文件创建了一个简单的网页，其中有一个可点击按钮。

3. 接下来，打开文本编辑器，在正文底部——就在结束标签 </body> 之前——添加以下内容：

   html

   <script>
     // 在此编写 JavaScript 代码
   </script>
   

   请注意，Web 文档中，代码通常是按其在页面上出现的顺序加载和执行。通过把 JavaScript 放在底部，来确保所有的 HTML 元素完成加载（请参阅下面的脚本加载策略）。

4. 下面，在 <script> 元素中添加一些 JavaScript 代码，这个页面就能做一些更有趣的事。在“// 在此编写 JavaScript 代码”一行下方添加以下代码：

   js

   document.addEventListener("DOMContentLoaded", () => {
     function createParagraph() {
       const para = document.createElement("p");
       para.textContent = "你点击了按钮！";
       document.body.appendChild(para);
     }
   
     const buttons = document.querySelectorAll("button");
   
     for (const button of buttons) {
       button.addEventListener("click", createParagraph);
     }
   });
   

5. 保存文件并刷新浏览器，然后你会发现，点击按钮文档下方将会添加一个新段落。

这很不错，但是能不能把 JavaScript 代码放置在一个外部文件中呢？现在我们来研究一下。

1. 首先，在刚才的 HTML 文件所在的目录下创建一个名为 script.js 的新文件。请确保扩展名为 .js，只有这样才能被识别为 JavaScript 代码。

2. 移除当前位于 </body> 底部的 <script> 元素，并且在结束标签 </head> 之前添加以下内容（这样浏览器就能比在底部时更快开始加载文件）：

   html

   <script type="module" src="script.js"></script>
   

3. 在 script.js 文件中，添加下面的脚本：

   js

   function createParagraph() {
     const para = document.createElement("p");
     para.textContent = "你点击了按钮！";
     document.body.appendChild(para);
   }
   
   const buttons = document.querySelectorAll("button");
   
   for (const button of buttons) {
     button.addEventListener("click", createParagraph);
   }
   

4. 保存并刷新浏览器。就会发现点击按钮不起作用，如果检查浏览器控制台，会看见类似 Cross-origin request blocked 的错误。这是因为与许多外部资源一样，JavaScript 模块需要从与 HTML 同源的地方加载，并且 file:// URL 不符合条件。有两个解决方案可以解决这个问题：

   • 我们推荐的解决方案是按照指南设置本地测试服务器。运行服务器程序并且在 8000 端口提供文件 apply-javascript-external.html 和 script.js，打开浏览器并访问 http://localhost:8000。
   • 如果无法运行本地服务器，也可以使用 <script defer src="script.js"></script> 代替 <script type="module" src="script.js"></script>。了解更多信息请参阅下面的脚本加载策略。但是注意，本教程其他部分使用的特性可能需要本地 HTTP 服务器。

5. 现在网站和之前一样了，但是我们的 JavaScript 放在了一个外部文件。一般来说，这对组织代码并在多个 HTML 文件中复用来说是一件好事。此外，没有大段脚本的 HTML 更容易阅读。

注意，有时候你会遇到在 HTML 中存在着一丝真实的 JavaScript 代码。它或许看上去像这样：

function createParagraph() {
  const para = document.createElement("p");
  para.textContent = "你点击了按钮！";
  document.body.appendChild(para);
}

<button onclick="createParagraph()">点我！</button>

你可以在下面尝试这个版本的演示。

这个演示与之前的两个功能完全一致，只是在 <button> 元素中包含了一个内联的 onclick 处理器，使得函数在按钮被按下时运行。

然而请不要这样做。这将使 JavaScript 污染了 HTML，而且效率低下。对于每个需要应用 JavaScript 的按钮，你都得手动添加 onclick="createParagraph()" 属性。

与其在 HTML 中包含 JavaScript，不如使用纯 JavaScript 构造。通过 querySelectorAll() 函数，可以选择页面上的所有按钮。然后可以循环遍历这些按钮，使用 addEventListener() 为每个按钮分配一个处理器。代码如下所示：

const buttons = document.querySelectorAll("button");

for (let i = 0; i < buttons.length; i++) {
  buttons[i].addEventListener("click", createParagraph);
}

这样写乍看去比 onclick 属性要长一些，但是这样写会对页面上所有按钮生效，无论多少个，或添加或删除，完全无需修改 JavaScript 代码。

页面上的所有 HTML 代码都按其出现的顺序加载。如果使用 JavaScript 去操作页面上的元素（更准确的说，是文档对象模型），那么如果 JavaScript 在 HTML 之前就被加载和解析了，代码将无法运行。

有几种不同的策略来确保 JavaScript 只在 HTML 解析之后运行：

• 在上面的内部 JavaScript 示例中，脚本元素放在文档正文的底部，因此只能在 HTML 正文的其他部分被解析以后运行。

• 在上面的外部 JavaScript 实例中，脚本元素放在文档的头部，在解析 HTML 正文之前解析。但是由于我们使用了 <script type="module">，代码被视为一个模块，并且浏览器在执行 JavaScript 模块之前会等待所有的 HTML 代码都处理完毕（也可以把外部脚本放在正文的底部，但是如果 HTML 内容较多且网络较慢，在浏览器开始获取并加载脚本之前可能需要大量的时间，因此将外部脚本放在头部通常会更好一些）。

• 如果仍然想在文档头部使用非模块脚本，可能阻塞整个页面的显示，并且可能出现错误，因为脚本在文档解析之前执行：

  • 对于外部脚本，应该在 <script> 元素上添加 defer（或者如果不需要 HTML 解析完成，则可以使用 async）属性。
  • 对于内部脚本，应该将代码封装在 DOMContextLoaded 事件监听器中。

  这超出了本教程的范围，除非你需要支持非常老的浏览器，否则不要这样做，使用 <script type="module"> 代替即可。

就像 HTML 和 CSS，JavaScript 代码中也可以添加注释，浏览器会忽略它们，注释只是为你的同事（还有你，如果半年后再看自己写的代码，还会记得其中的含义吗）提供关于代码如何工作的指引。注释非常有用，而且应该经常使用，尤其在大型应用中。注释分为两类：

• 在双斜杠（//）后添加单行注释，比如：

  js

  // 我是一条注释
  

• 在 /* 和 */ 之间添加多行注释，比如：

  js

  /*
    我也是
    一条注释
  */
  

比如说，我们可以这样为上一个演示添加注释：

// 函数：创建一个新的段落并添加至 HTML body 底部。
function createParagraph() {
  const para = document.createElement("p");
  para.textContent = "你点了这个按钮！";
  document.body.appendChild(para);
}

/*
  1. 取得页面上所有按钮的引用并将它们置于一个数组中。
  2. 通过一个循环为每个按钮添加一个点击事件的监听器。
  当按钮被点击时，调用 createParagraph() 函数。
*/

const buttons = document.querySelectorAll("button");

for (const button of buttons) {
  button.addEventListener("click", createParagraph);
}

恭喜你，迈出了探索 JavaScript 世界的第一步。我们从理论开始，介绍为什么要使用 JavaScript，以及用它能做什么事情。过程中穿插了一些代码示例并讲解了 JavaScript 如何与网站中其他代码适配，等等。

现在 JavaScript 或许还有些令人生畏，但不用担心。在课程中我们会循序渐进。下一节将全力投入实战，让你专注其中，并建立自己的 JavaScript 示例。

• 概述：JavaScript 第一步
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