JavaScript 程式入門
沒有程式,電腦只是一台垃圾而已!
程式是甚麼?
現代的電腦種類很多,除了最常見的桌上型電腦之外,像是一百元的那種計算機,每個人都有的手機,還有嵌入在冷氣微波爐裡的控制器等等,都算是一台電腦。
但是、這些電腦如果沒有程式在上面跑,那你絕對不會想要用它 (事實上是根本沒辦法用它)。
舉例而言,假如您買的電腦,上面沒有灌《作業系統或開機程式》 (像是 Windows, Linux, Mac OSX, Android, iOS) 的話,那麼這台電腦開機後,畫面上只會出現一片漆黑而已。
而這些《作業系統和開機程式》,都是電腦一開始啟動就需要執行的程式。
您看到的電腦,通常不是只有硬體,而是上面有跑程式的《軟體+硬體》所組成的一台完整機器。
所以、《程式很重要、程式很重要、程式很重要》,…..
如果你會寫程式,那麼你可以控制電腦!
如果你只會玩電動,那就只能被電腦控制!
如果你又會寫程式又會玩電動,而且還可以寫電動給自己玩,甚至改人家的電動程式,那麼就可以達到人機合一的《鋼鐵人境界》!
一小時學會圖像式程式設計
現在、就讓我們開始學習寫程式吧!
為了降低難度,我們先利用 code.org 裡的憤怒鳥遊戲,來學習撰寫《視覺化的程式設計》,請先看完下列影片!
然後開始做『Hour of Code』的練習。
以下是這個『Hour of Code』練習的第一個畫面!
我曾經在大學資工系的第一堂程式設計上,讓同學們進行上述『Hour of Code』練習,很多同學可以在兩個小時內破完這 20 關。
以下是第 15 關的解答畫面,殭屍成功的找到了向日葵!
如果您按下《顯示程式碼》,會看到以下的 JavaScript 程式,您將會發現其實自己已經學會寫程式了,只不過是採用圖像式的設計方法而已!
while (notFinished()) {
if (isPathRight()) {
turnRight();
}
if (isPathForward()) {
moveForward();
}
}
是不是很神奇呢?
但是、真正的程式設計師,通常不能只依靠上述那種《視覺化的設計方法》,而必須要有能力《寫程式》,這就是我們接下來要學的事情了!
JavaScript 程式語言
我們將學習一種稱為 JavaScript 的程式語言,這種語言早期被用在網頁裡寫一些《功能表》之類的顯示互動功能,但是自從 2009 年 node.js 出現之後,讓 JavaScript 開始往伺服器 server 端發展,現在已經成為非常重要的《網站程式開發語言》。
用 JavaScript 程式語言開發網站的好處是:《前後端都可以同樣的採用 JavaScript》這個語言,因此可以用一個語言打遍天下,而不像 Python, Ruby, Java 或 ASP.NET (C#, VB) 等語言需要在前端使用 JavaScript,後端還要學另一種語言。
而那種同時會寫《前端+後端》程式的人,通常被稱為《全棧工程師》(full stack engineer)。
變數與指定
您也可以點選上圖中綠色圖示的 《node.js》交談環境,接著輸入一些簡單的指令,這個環境可以讓您很容易的與 node.js 互動,試驗一下 JavaScript 指令的執行結果。
要學習一個程式語言,通常必須從變數宣告開始,變數可以想像成用來存放一些值的容器。舉例而言,當我們寫下 x=5 的時候,就是在 x 這個變數裏,放入 5 這個數值,同樣的我們也可以設定變數 y 為 3。
為了學習這些慨念,請您打開《node.js 交談環境》,或者打開 《Chrome 瀏覽器的開發人員工具》,然後輸入下列指令看看:
> x=5
5
> y=3
3
> x+y
8
> s="hello"
'hello'
> w=" world!"
' world!'
> s+w
'hello world!'
> x+w
'5 world!'
> x+y+w
'8 world!'
> 3+5*x-8
20
> y/x
0.6
>
您可以看到在上述操作中,我們宣告了 x,y,s,w 等變數,其中 x=3, y=5, s="hello", w=" world!"
,由於 x,y 都被指定為整數,因此可以進行加減乘除的運算,而 s,w 則被指定為字串,因此只能執行連接運算,在 JavaScript 中的字串連接也是採用加法符號 +
表示的。
基本型態
JavaScript 的變數,可以是「數值 (Number)、字串 (String) 、布林 (Boolean) 、陣列 (Array) 或物件 (Object)」等型態,其中的陣列與物件是複合型態,其他三種為基本型態,以下是一些關於這些基本型態的操作指令。
> pi=3.14159
3.14159
> e=2.71828
2.71828
> 4*pi
12.56636
> score=70
70
> isPass=true
true
> typeof(score)
'number'
> typeof(pi)
'number'
> typeof(isPass)
'boolean'
> s="hello"
'hello'
> typeof(s)
'string'
>
循序性 1
在典型的程式中,指令是一個接著一個按順序執行的,先執行第一個、接下來執行第二個,…..
以下是示範指令循序執行的一個操作範例,您可以在命令列中啟動 node 後開始輸入這些指令。
$ node
> a=1
1
> a=a+1
2
> a=a+1
3
> a=a+1
4
> a=a+1
5
> a
5
在這裡,有些人會感到疑惑,因為 a=a+1 這個句子有點詭異。這個問題純粹是對 = 符號的誤解所產生的,請讀者注意,在 javascript 語言中,一個等號代表《指定》,兩個等號 == 才代表《判斷是否相等》。以下是我上課時學生發生的一個問題以及解答,在此列出給您參考!
疑問:學程式一開始對 x=x+1 這個句子的迷惑?
今天上大一第一門程式設計課,有位同學問了一個我遺忘了好久的問題。
程式裏的 x=x+1 是什麼意思呢?這樣不是應該不成立嗎?
後來我想起了自己剛學程式時也困惑了一陣子。
在數學裡,如果 x=x+1 的話,那麼整個數學系統就全面崩潰了。
這個方程式根本就沒有解。
但是在程式裏,假如 x 原本是 2 ,那麼 x=x+1 就是:
『把 x 中的 2 取出來之後,和 1 相加完得到結果為 3,再把 3 塞回去給 x』
於是 x 就變成了 3 。
這個問題往往發生在那些數學太好的同學身上,但是如果因此而讓他學不會程式,老師也沒有解釋的話,那就太冤枉了。
循序性 2
當然、這種指定運算可以進行各種指定,不是只能用來 +1 的,以下是更多的循序指定運算。
> a=1
1
> b=2
2
> c=a+b
3
> c=c+b
5
> c=c+a
6
兩變數交換 1
如果我們想要讓兩個變數互換過來,必須用幾個中介變數才能完成,以下我們就利用 t1, t2 兩個變數作為中介,將 x 和 y 互相交換!
> x=3; y=5
5
> x
3
> y
5
> t1=x; t2=y
5
> t1
3
> t2
5
> x=t2; y=t1
3
> x
5
> y
3
兩變數交換 2
上述交換我們用了兩個變數,但其實用一個變數也就夠了,只是邏輯上會變得比較難懂,讀者可能得逐步追蹤每個變數值的狀況,才能清楚的理解為何可以用一個變數就讓 x, y 交換過來!
> x=3; y=5
5
> x
3
> y
5
> t=x; x=y; y=t
3
> x
5
> y
3
加減乘除
現代電腦其實不過就是一部記憶體很大,速度又很快的《計算機》而已,既然是《計算機》,所做的事情也差不多就是《加減乘除》而已,您可以在 node 裡面進行這些《加減乘除》運算。
> i=1
1
> i=i+1
2
> i
2
> i++
2
> i
3
> i++
3
> i
4
> i++
4
> i
5
> a = 5
5
> a--
5
> a
4
> a--
4
> a
3
> a--
3
> a
2
> a=a-3
-1
> a
-1
> a=3*5+8/2
19
> b=4
4
> c=b*a
76
> d=a+b+c
99
> 33%8
1
> 33%10
3
> 33%9
6
> a=33%8
1
> a
1
> r=33%8
1
> d=33/8
4.125
> d*8
33
>
布林判斷
在上面的操作中,我們看到一個等號 = 代表指定,因此請讀者千萬不要和代表《相等判斷》的 == 符號給混淆了!
《相等判斷》可以用兩個等號 == ,也可以用三個等號 === 來代表,但這兩種相等有一點點不同,三個等號代表完全相等,也就是《變數值和型態》兩者都相等,但是兩個等號 == 代表《變數值經型態轉換後會相等》,因此 “3” == 3 會傳回 true,但是 “3”===3 則會傳回 false 。
C:\Users\user>node
> 3=5 // 請注意,一個等號代表《指定》,你不能指定常數 3 變成其他東西,只能指定變數,像是 x=5 ..
3=5
ReferenceError: Invalid left-hand side in assignment
at Object.exports.createScript (vm.js:24:10)
at REPLServer.defaultEval (repl.js:137:25)
at bound (domain.js:250:14)
at REPLServer.runBound [as eval] (domain.js:263:12)
at REPLServer. (repl.js:392:12)
at emitOne (events.js:82:20)
at REPLServer.emit (events.js:169:7)
at REPLServer.Interface._onLine (readline.js:210:10)
at REPLServer.Interface._line (readline.js:546:8)
at REPLServer.Interface._ttyWrite (readline.js:823:14)
> 3==5 // 兩個等號才代表《判斷》,由於 3 與 5 不相等,因此會輸出 false (假的,不是真的)
false
> 3===5
false
> 3=="3"
true
> 3==="3"
false
> x=3
3
> 3===x
true
> 3==x
true
> 3>3
false
> 3>=3
true
> true && true
true
> true && false
false
> false && false
false
> true || true
true
> false || true
true
> false || false
false
> (3>2) && (3>1)
true
> (3>2) && (3>4)
false
> (3>2) || (3>4)
true
> !(3>2)
false
> !(3>4)
true
> 3 != "3"
false
> 3 !== "3"
true
> !true
false
> !false
true
> "hello"=="hello"
true
> "hello"=="hi"
false
> true==true
true
> true==false
false
> true==(1>3)
false
亂數
有些時候,我們希望程式有點《隨機性》,這時候就可以引入《亂數》,在 javascript 語言 Math 函式庫裏的 random() 函數會傳回一個 0 到 1 之間的亂數,以下是該函數所產生的一系列亂數。
$ node
> Math.random()
0.6770120605360717
> Math.random()
0.42311601690016687
> Math.random()
0.8769011830445379
> Math.random()
0.48077693535014987
> Math.random()
0.5951373421121389
> Math.random()
0.2052019238471985
小結
在本章中,我們從 code.org 開始,學習了圖像式的程式設計方法,然後開始用 node.js 學習基本的 javascript 指令,逐步建立基礎的程式設計觀念。在下一章當中,我們將介紹 if, for, while 等流程控制語法的概念,開始學習如何寫 JavaScript 的程式。