JavaScript实现

虽然JavaScript和ECMAScript通常都被人们用来表达相同的含义,但JavaScript的含义却比ECMA-262中规定的要多得多。一个完整的JavaScript实现应该由下列三个不同的部分组成。

  • 核心(ECMAScript)

  • 文档对象模型(DOM)

  • 浏览器对象模型(BOM)

1. ECMAScript

由ECMA-262定义的ECMAScript与Web浏览器没有依赖关系。实际上,这门语言本身并不包含输入和输出定义。ECMA-262定义的只是这门语言的基础,而在此基础之上可以构建更完善的脚本语言。我们常见的Web浏览器只是ECMAScript实现可能的宿主环境之一。宿主环境不仅提供基本的ECMAScript实现,同时也会提供该语言的扩展,以便语言与环境之间对接交互。而这些扩展——如DOM,则利用ECMAScript的核心类型和语法提供更多更具体的功能,以便实现针对环境的操作。其他宿主环境包括Node(一种服务端JavaScript平台)和AdobeFlash。

既然ECMA-262标准没有参照Web浏览器,那它都规定了些什么内容呢?大致说来,它规定了这门语言的下列组成部分:

  • 语法

  • 类型

  • 语句

  • 关键字

  • 保留字

  • 操作符

  • 对象

ECMAScript就是对实现该标准规定的各个方面内容的语言的描述。JavaScript实现了ECMAScript,AdobeActionScript同样也实现了ECMAScript。

1)ECMAScript的版本

ECMAScript的不同版本又称为版次,以第x版表示(意即描述特定实现的ECMA-262规范的第x个版本)。ECMA-262的近一版是第5版,发布于2009年。而ECMA-262的第1版本质上与Netscape的JavaScript1.1相同——只不过删除了所有针对浏览器的代码并作了一些较小的改动:ECMA-262要求支持Unicode标准(从而支持多语言开发),而且对象也变成了平台无关的(NetscapeJavaScript1.1的对象在不同平台中的实现不一样,例如Date对象)。这也是JavaScript1.1和1.2与ECMA-262第1版不一致的主要原因。

ECMA-262第2版主要是编辑加工的结果。这一版中内容的更新是为了与ISO/IEC-16262保持严格一致,没有作任何新增、修改或删节处理。因此,一般不使用第2版来衡量ECMAScript实现的兼容性。

ECMA-262第3版才是对该标准第一次真正的修改。修改的内容涉及字符串处理、错误定义和数值输出。这一版还新增了对正则表达式、新控制语句、try-catch异常处理的支持,并围绕标准的国际化做出了一些小的修改。从各方面综合来看,第3版标志着ECMAScript成为了一门真正的编程语言。

ECMA-262第4版对这门语言进行了一次全面的检核修订。由于JavaScript在Web上日益流行,开发人员纷纷建议修订ECMAScript,以使其能够满足不断增长的Web开发需求。作为回应,ECMATC39重新召集相关人员共同谋划这门语言的未来。结果,出台后的标准几乎在第3版基础上完全定义了一门新语言。第4版不仅包含了强类型变量、新语句和新数据结构、真正的类和经典继承,还定义了与数据交互的新方式。

与此同时,TC39下属的一个小组也提出了一个名为ECMAScript3.1的替代性建议,该建议只对这门语言进行了较少的改进。这个小组认为第4版给这门语言带来的跨越太大了。因此,该小组建议对这门语言进行小幅修订,能够在现有JavaScript引擎基础上实现。最终,ES3.1附属委员会获得的支持超过了TC39,ECMA-262第4版在正式发布前被放弃。

ECMAScript3.1成为ECMA-262第5版,并于2009年12月3日正式发布。第5版力求澄清第3版中已知的歧义并增添了新的功能。新功能包括原生JSON对象(用于解析和序列化JSON数据)、继承的方法和高级属性定义,另外还包含一种严格模式,对ECMAScript引擎解释和执行代码进行了补充说明。

2)什么是ECMAScript兼容

ECMA-262给出了ECMAScript兼容的定义。要想成为ECMAScript的实现,则该实现必须做到:

支持ECMA-262描述的所有“类型、值、对象、属性、函数以及程序句法和语义”(ECMA-262第1页);

支持Unicode字符标准。此外,兼容的实现还可以进行下列扩展。

添加ECMA-262没有描述的“更多类型、值、对象、属性和函数”。ECMA-262所说的这些新增特性,主要是指该标准中没有规定的新对象和对象的新属性。

支持ECMA-262没有定义的“程序和正则表达式语法”。(也就是说,可以修改和扩展内置的正则表达式语法。)

上述要求为兼容实现的开发人员基于ECMAScript开发一门新语言提供了广阔的空间和极大的灵活性,这也从另一个侧面说明了ECMAScript受开发人员欢迎的原因。

3)Web浏览器对ECMAScript的支持

1996年,NetscapeNavigator3捆绑发布了JavaScript1.1。而相同的JavaScript1.1设计规范随后作为对新标准(ECMA-262)的建议被提交给Ecma。伴随着JavaScript的迅速走红,Netscape豪情满怀地着手开发JavaScript1.2。然而,问题是Ecma当时还没有接受Netscape的建议。

NetscapeNavigator3发布后不久,微软也推出了InternetExplorer3。微软在IE的这一版中捆绑了JScript1.0,很多人都认为JScript1.0与JavaScript1.1应该是一样的。但是,由于没有文档依据,加之不适当的特性模仿,JScript1.0还是很难与JavaScript1.1相提并论。

1997年,内置JavaScript1.2的NetscapeNavigator4发布;而到这一年年底,ECMA-262第1版也被接受并实现了标准化。结果,虽然ECMAScript被认为是基于JavaScript1.1制定的,但JavaScript1.2与ECMAScript的第1版并不兼容。

JScript的升级版是InternetExplorer4中内置的JScript3.0(随同微软IIS3.0发布的JScript2.0从来也没有移植到浏览器中)。微软通过媒体大肆宣传JScript3.0是世界上第一个ECMA兼容的脚本语言,但当时的ECMA-262尚未定稿。于是,JScript3.0与JavaScript1.2都遭遇了相同的尴尬局面——谁都没有按照终的ECMAScript标准来实现。

Netscape决定更新其JavaScript实现,即在NetscapeNavigator4.06中发布JavaScript1.3,从而做到了与ECMA-262的第一个版本完全兼容。在JavaScript1.3中,Netscape增加了对Unicode标准的支持,并在保留JavaScript1.2新增特性的同时实现了所有对象的平台中立化。

在Netscape以Mozilla项目的名义开放其源代码时,预期JavaScript1.4将随同NetscapeNavigator5一道发布。然而,一个激进的决定,彻底重新设计Netscape代码,打乱了原有计划。后来,JavaScript1.4只发布了针对NetscapeEnterpriseServer的服务器版,而没有内置于Web浏览器中。

到了2008年,五大主流Web浏览器(IE、Firefox、Safari、Chrome和Opera)全部做到了与ECMA-262兼容。IE8是第一个着手实现ECMA-262第5版的浏览器,并在IE9中提供了完整的支持。Firefox4也紧随其后做到兼容。下表列出了ECMAScript受主流Web浏览器支持的情况。

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2. 文档对象模型(DOM)

文档对象模型(DOM,DocumentObjectModel)是针对XML但经过扩展用于HTML的应用程序编程接口(API,ApplicationProgrammingInterface)。DOM把整个页面映射为一个多层节点结构。HTML或XML页面中的每个组成部分都是某种类型的节点,这些节点又包含着不同类型的数据。看下面这个HTML页面:

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在DOM中,这个页面可以通过下图所示的分层节点图表示。

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通过DOM创建的这个表示文档的树形图,开发人员获得了控制页面内容和结构的主动权。借助DOM提供的API,开发人员可以轻松自如地删除、添加、替换或修改任何节点。

1)为什么要使用DOM

在InternetExplorer4和NetscapeNavigator4分别支持的不同形式的DHTML(DynamicHTML)基础上,开发人员首次无需重新加载网页,就可以修改其外观和内容了。然而,DHTML在给Web技术发展带来巨大进步的同时,也带来了巨大的问题。由于Netscape和微软在开发DHTML方面各持己见,过去那个只编写一个HTML页面就能够在任何浏览器中运行的时代结束了。

对开发人员而言,如果想继续保持Web跨平台的天性,就必须额外多做一些工作。而人们真正担心的是,如果不对Netscape和微软加以控制,Web开发领域就会出现技术上两强割据,浏览器互不兼容的局面。此时,负责制定Web通信标准的W3C

(WorldWideWebConsortium,万维网联盟)开始着手规划DOM。

2)DOM级别

DOM1级(DOMLevel1)于1998年10月成为W3C的推荐标准。DOM1级由两个模块组成:DOM核心(DOMCore)和DOMHTML。其中,DOM核心规定的是如何映射基于XML的文档结构,以便简化对文档中任意部分的访问和操作。DOMHTML模块则在DOM核心的基础上加以扩展,添加了针对HTML的对象和方法。

如果说DOM1级的目标主要是映射文档的结构,那么DOM2级的目标就要宽泛多了。DOM2级在原来DOM的基础上又扩充了(DHTML一直都支持的)鼠标和用户界面事件、范围、遍历(迭代DOM文档的方法)等细分模块,而且通过对象接口增加了对CSS(CascadingStyleSheets,层叠样式表)的支持。DOM1级中的DOM核心模块也经过扩展开始支持XML命名空间。

DOM2级引入了下列新模块,也给出了众多新类型和新接口的定义。

  • DOM视图(DOMViews):定义了跟踪不同文档(例如,应用CSS之前和之后的文档)视图的接口;

  • DOM事件(DOMEvents):定义了事件和事件处理的接口;

  • DOM样式(DOMStyle):定义了基于CSS为元素应用样式的接口;

  • DOM遍历和范围(DOMTraversalandRange):定义了遍历和操作文档树的接口。

DOM3级则进一步扩展了DOM,引入了以统一方式加载和保存文档的方法——在DOM加载和保存(DOMLoadandSave)模块中定义;新增了验证文档的方法——在DOM验证(DOMValidation)模块中定义。DOM3级也对DOM核心进行了扩展,开始支持XML1.0规范,涉及XMLInfoset、XPath和XMLBase。

3)其他DOM标准

除了DOM核心和DOMHTML接口之外,另外几种语言还发布了只针对自己的DOM标准。下面列出的语言都是基于XML的,每种语言的DOM标准都添加了与特定语言相关的新方法和新接口:

  • SVG(Scalable Vector Graphic,可伸缩矢量图)1.0;

  • MathML(Mathematical Markup Language,数学标记语言)1.0;

  • SMIL(Synchronized Multimedia Integration Language,同步多媒体集成语言)。 

还有一些语言也开发了自己的DOM实现,例如Mozilla的XUL(XMLUserInterfaceLanguage,XML用户界面语言)。但是,只有上面列出的几种语言是W3C的推荐标准。

4)Web浏览器对DOM的支持

在DOM标准出现了一段时间之后,Web浏览器才开始实现它。微软在IE5中首次尝试实现DOM,但直到IE5.5才算是真正支持DOM1级。在随后的IE6和IE7中,微软都没有引入新的DOM功能,而到了IE8才对以前DOM实现中的bug进行了修复。

Netscape直到Netscape6(Mozilla0.6.0)才开始支持DOM。在Netscape7之后,Mozilla把开发重心转向了Firefox浏览器。Firefox3完全支持DOM1级,几乎完全支持DOM2级,甚至还支持DOM3级的一部分。(Mozilla开发团队的目标是构建与标准100%兼容的浏览器,而他们的努力也得到了回报。)

目前,支持DOM已经成为浏览器开发商的首要目标,主流浏览器每次发布新版本都会改进对 DOM 的支持。下表列出了主流浏览器对 DOM标准的支持情况。

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