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ECMAScript 6简介
作者:--    发布时间:2019-11-20
ecmascript 6.0(以下简称es6)是javascript语言的下一代标准,已经在2015年6月正式发布了。它的目标,是使得javascript语言可以用来编写复杂的大型应用程序,成为企业级开发语言。

标准的制定者有计划,以后每年发布一次标准,使用年份作为版本。因为es6的第一个版本是在2015年发布的,所以又称ecmascript 2015(简称es2015)。

2016年6月,小幅修订的《ecmascript 2016 标准》(简称 es2016)如期发布。由于变动非常小(只新增了数组实例的includes方法和指数运算符),因此 es2016 与 es2015 基本上是同一个标准,都被看作是 es6。根据计划,2017年6月将发布 es2017。

ecmascript和javascript的关系

一个常见的问题是,ecmascript和javascript到底是什么关系?

要讲清楚这个问题,需要回顾历史。1996年11月,javascript的创造者netscape公司,决定将javascript提交给国际标准化组织ecma,希望这种语言能够成为国际标准。次年,ecma发布262号标准文件(ecma-262)的第一版,规定了浏览器脚本语言的标准,并将这种语言称为ecmascript,这个版本就是1.0版。

该标准从一开始就是针对javascript语言制定的,但是之所以不叫javascript,有两个原因。一是商标,java是sun公司的商标,根据授权协议,只有netscape公司可以合法地使用javascript这个名字,且javascript本身也已经被netscape公司注册为商标。二是想体现这门语言的制定者是ecma,不是netscape,这样有利于保证这门语言的开放性和中立性。

因此,ecmascript和javascript的关系是,前者是后者的规格,后者是前者的一种实现(另外的ecmascript方言还有jscript和actionscript)。日常场合,这两个词是可以互换的。

ecmascript的历史

es6从开始制定到最后发布,整整用了15年。

前面提到,ecmascript 1.0是1997年发布的,接下来的两年,连续发布了ecmascript 2.0(1998年6月)和ecmascript 3.0(1999年12月)。3.0版是一个巨大的成功,在业界得到广泛支持,成为通行标准,奠定了javascript语言的基本语法,以后的版本完全继承。直到今天,初学者一开始学习javascript,其实就是在学3.0版的语法。

2000年,ecmascript 4.0开始酝酿。这个版本最后没有通过,但是它的大部分内容被es6继承了。因此,es6制定的起点其实是2000年。

为什么es4没有通过呢?因为这个版本太激进了,对es3做了彻底升级,导致标准委员会的一些成员不愿意接受。ecma的第39号技术专家委员会(technical committee 39,简称tc39)负责制订ecmascript标准,成员包括microsoft、mozilla、google等大公司。

2007年10月,ecmascript 4.0版草案发布,本来预计次年8月发布正式版本。但是,各方对于是否通过这个标准,发生了严重分歧。以yahoo、microsoft、google为首的大公司,反对javascript的大幅升级,主张小幅改动;以javascript创造者brendan eich为首的mozilla公司,则坚持当前的草案。

2008年7月,由于对于下一个版本应该包括哪些功能,各方分歧太大,争论过于激烈,ecma开会决定,中止ecmascript 4.0的开发,将其中涉及现有功能改善的一小部分,发布为ecmascript 3.1,而将其他激进的设想扩大范围,放入以后的版本,由于会议的气氛,该版本的项目代号起名为harmony(和谐)。会后不久,ecmascript 3.1就改名为ecmascript 5。

2009年12月,ecmascript 5.0版正式发布。harmony项目则一分为二,一些较为可行的设想定名为javascript.next继续开发,后来演变成ecmascript 6;一些不是很成熟的设想,则被视为javascript.next.next,在更远的将来再考虑推出。tc39委员会的总体考虑是,es5与es3基本保持兼容,较大的语法修正和新功能加入,将由javascript.next完成。当时,javascript.next指的是es6,第六版发布以后,就指es7。tc39的判断是,es5会在2013年的年中成为javascript开发的主流标准,并在此后五年中一直保持这个位置。

2011年6月,ecmascript 5.1版发布,并且成为iso国际标准(iso/iec 16262:2011)。

2013年3月,ecmascript 6草案冻结,不再添加新功能。新的功能设想将被放到ecmascript 7。

2013年12月,ecmascript 6草案发布。然后是12个月的讨论期,听取各方反馈。

2015年6月,ecmascript 6正式通过,成为国际标准。从2000年算起,这时已经过去了15年。

部署进度

各大浏览器的最新版本,对es6的支持可以查看kangax.github.io/es5-compat-table/es6/。随着时间的推移,支持度已经越来越高了,es6的大部分特性都实现了。

node.js是javascript语言的服务器运行环境,对es6的支持度比浏览器更高。通过node,可以体验更多es6的特性。建议使用版本管理工具nvm,来安装node,因为可以自由切换版本。不过,nvm不支持windows系统,如果你使用windows系统,下面的操作可以改用nvmwnvm-windows代替。

安装nvm需要打开命令行窗口,运行下面的命令。

$ curl -o- https://raw.githubusercontent.com/creationix/nvm/<version number>/install.sh | bash

上面命令的version number处,需要用版本号替换。本节写作时的版本号是v0.29.0。该命令运行后,nvm会默认安装在用户主目录的.nvm子目录。

然后,激活nvm

$ source ~/.nvm/nvm.sh

激活以后,安装node的最新版。

$ nvm install node

安装完成后,切换到该版本。

$ nvm use node

使用下面的命令,可以查看node所有已经实现的es6特性。

$ node --v8-options | grep harmony

  --harmony_typeof
  --harmony_scoping
  --harmony_modules
  --harmony_symbols
  --harmony_proxies
  --harmony_collections
  --harmony_observation
  --harmony_generators
  --harmony_iteration
  --harmony_numeric_literals
  --harmony_strings
  --harmony_arrays
  --harmony_maths
  --harmony

上面命令的输出结果,会因为版本的不同而有所不同。

我写了一个es-checker模块,用来检查各种运行环境对es6的支持情况。访问ruanyf.github.io/es-checker,可以看到您的浏览器支持es6的程度。运行下面的命令,可以查看你正在使用的node环境对es6的支持程度。

$ npm install -g es-checker
$ es-checker

=========================================
passes 24 feature dectations
your runtime supports 57% of ecmascript 6
=========================================

babel转码器

babel是一个广泛使用的es6转码器,可以将es6代码转为es5代码,从而在现有环境执行。这意味着,你可以用es6的方式编写程序,又不用担心现有环境是否支持。下面是一个例子。

// 转码前
input.map(item => item + 1);

// 转码后
input.map(function (item) {
  return item + 1;
});

上面的原始代码用了箭头函数,这个特性还没有得到广泛支持,babel将其转为普通函数,就能在现有的javascript环境执行了。

配置文件.babelrc

babel的配置文件是.babelrc,存放在项目的根目录下。使用babel的第一步,就是配置这个文件。

该文件用来设置转码规则和插件,基本格式如下。

{
  "presets": [],
  "plugins": []
}

presets字段设定转码规则,官方提供以下的规则集,你可以根据需要安装。

# es2015转码规则
$ npm install --save-dev babel-preset-es2015

# react转码规则
$ npm install --save-dev babel-preset-react

# es7不同阶段语法提案的转码规则(共有4个阶段),选装一个
$ npm install --save-dev babel-preset-stage-0
$ npm install --save-dev babel-preset-stage-1
$ npm install --save-dev babel-preset-stage-2
$ npm install --save-dev babel-preset-stage-3

然后,将这些规则加入.babelrc

  {
    "presets": [
      "es2015",
      "react",
      "stage-2"
    ],
    "plugins": []
  }

注意,以下所有babel工具和模块的使用,都必须先写好.babelrc

命令行转码babel-cli

babel提供babel-cli工具,用于命令行转码。

它的安装命令如下。

$ npm install --global babel-cli

基本用法如下。

# 转码结果输出到标准输出
$ babel example.js

# 转码结果写入一个文件
# --out-file 或 -o 参数指定输出文件
$ babel example.js --out-file compiled.js
# 或者
$ babel example.js -o compiled.js

# 整个目录转码
# --out-dir 或 -d 参数指定输出目录
$ babel src --out-dir lib
# 或者
$ babel src -d lib

# -s 参数生成source map文件
$ babel src -d lib -s

上面代码是在全局环境下,进行babel转码。这意味着,如果项目要运行,全局环境必须有babel,也就是说项目产生了对环境的依赖。另一方面,这样做也无法支持不同项目使用不同版本的babel。

一个解决办法是将babel-cli安装在项目之中。

# 安装
$ npm install --save-dev babel-cli

然后,改写package.json

{
  // ...
  "devdependencies": {
    "babel-cli": "^6.0.0"
  },
  "scripts": {
    "build": "babel src -d lib"
  },
}

转码的时候,就执行下面的命令。

$ npm run build

babel-node

babel-cli工具自带一个babel-node命令,提供一个支持es6的repl环境。它支持node的repl环境的所有功能,而且可以直接运行es6代码。

它不用单独安装,而是随babel-cli一起安装。然后,执行babel-node就进入repl环境。

$ babel-node
> (x => x * 2)(1)
2

babel-node命令可以直接运行es6脚本。将上面的代码放入脚本文件es6.js,然后直接运行。

$ babel-node es6.js
2

babel-node也可以安装在项目中。

$ npm install --save-dev babel-cli

然后,改写package.json

{
  "scripts": {
    "script-name": "babel-node script.js"
  }
}

上面代码中,使用babel-node替代node,这样script.js本身就不用做任何转码处理。

babel-register

babel-register模块改写require命令,为它加上一个钩子。此后,每当使用require加载.js.jsx.es.es6后缀名的文件,就会先用babel进行转码。

$ npm install --save-dev babel-register

使用时,必须首先加载babel-register

require("babel-register");
require("./index.js");

然后,就不需要手动对index.js转码了。

需要注意的是,babel-register只会对require命令加载的文件转码,而不会对当前文件转码。另外,由于它是实时转码,所以只适合在开发环境使用。

babel-core

如果某些代码需要调用babel的api进行转码,就要使用babel-core模块。

安装命令如下。

$ npm install babel-core --save

然后,在项目中就可以调用babel-core

var babel = require('babel-core');

// 字符串转码
babel.transform('code();', options);
// => { code, map, ast }

// 文件转码(异步)
babel.transformfile('filename.js', options, function(err, result) {
  result; // => { code, map, ast }
});

// 文件转码(同步)
babel.transformfilesync('filename.js', options);
// => { code, map, ast }

// babel ast转码
babel.transformfromast(ast, code, options);
// => { code, map, ast }

配置对象options,可以参看官方文档http://babeljs.io/docs/usage/options/

下面是一个例子。

var es6code = 'let x = n => n + 1';
var es5code = require('babel-core')
  .transform(es6code, {
    presets: ['es2015']
  })
  .code;
// '"use strict";\n\nvar x = function x(n) {\n  return n + 1;\n};'

上面代码中,transform方法的第一个参数是一个字符串,表示需要被转换的es6代码,第二个参数是转换的配置对象。

babel-polyfill

babel默认只转换新的javascript句法(syntax),而不转换新的api,比如iterator、generator、set、maps、proxy、reflect、symbol、promise等全局对象,以及一些定义在全局对象上的方法(比如object.assign)都不会转码。

举例来说,es6在array对象上新增了array.from方法。babel就不会转码这个方法。如果想让这个方法运行,必须使用babel-polyfill,为当前环境提供一个垫片。

安装命令如下。

$ npm install --save babel-polyfill

然后,在脚本头部,加入如下一行代码。

import 'babel-polyfill';
// 或者
require('babel-polyfill');

babel默认不转码的api非常多,详细清单可以查看babel-plugin-transform-runtime模块的definitions.js文件。

浏览器环境

babel也可以用于浏览器环境。但是,从babel 6.0开始,不再直接提供浏览器版本,而是要用构建工具构建出来。如果你没有或不想使用构建工具,可以通过安装5.x版本的babel-core模块获取。

$ npm install babel-core@5

运行上面的命令以后,就可以在当前目录的node_modules/babel-core/子目录里面,找到babel的浏览器版本browser.js(未精简)和browser.min.js(已精简)。

然后,将下面的代码插入网页。

<script src="node_modules/babel-core/browser.js"></script>
<script type="text/babel">
// your es6 code
</script>

上面代码中,browser.js是babel提供的转换器脚本,可以在浏览器运行。用户的es6脚本放在script标签之中,但是要注明type="text/babel"

另一种方法是使用babel-standalone模块提供的浏览器版本,将其插入网页。

<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/babel-standalone/6.4.4/babel.min.js"></script>
<script type="text/babel">
// your es6 code
</script>

注意,网页中实时将es6代码转为es5,对性能会有影响。生产环境需要加载已经转码完成的脚本。

下面是如何将代码打包成浏览器可以使用的脚本,以babel配合browserify为例。首先,安装babelify模块。

$ npm install --save-dev babelify babel-preset-es2015

然后,再用命令行转换es6脚本。

$  browserify script.js -o bundle.js \
  -t [ babelify --presets [ es2015 ] ]

上面代码将es6脚本script.js,转为bundle.js,浏览器直接加载后者就可以了。

package.json设置下面的代码,就不用每次命令行都输入参数了。

{
  "browserify": {
    "transform": [["babelify", { "presets": ["es2015"] }]]
  }
}

在线转换

babel提供一个repl在线编译器,可以在线将es6代码转为es5代码。转换后的代码,可以直接作为es5代码插入网页运行。

与其他工具的配合

许多工具需要babel进行前置转码,这里举两个例子:eslint和mocha。

eslint用于静态检查代码的语法和风格,安装命令如下。

$ npm install --save-dev eslint babel-eslint

然后,在项目根目录下,新建一个配置文件.eslintrc,在其中加入parser字段。

{
  "parser": "babel-eslint",
  "rules": {
    ...
  }
}

再在package.json之中,加入相应的scripts脚本。

  {
    "name": "my-module",
    "scripts": {
      "lint": "eslint my-files.js"
    },
    "devdependencies": {
      "babel-eslint": "...",
      "eslint": "..."
    }
  }

mocha则是一个测试框架,如果需要执行使用es6语法的测试脚本,可以修改package.jsonscripts.test

"scripts": {
  "test": "mocha --ui qunit --compilers js:babel-core/register"
}

上面命令中,--compilers参数指定脚本的转码器,规定后缀名为js的文件,都需要使用babel-core/register先转码。

traceur转码器

google公司的traceur转码器,也可以将es6代码转为es5代码。

直接插入网页

traceur允许将es6代码直接插入网页。首先,必须在网页头部加载traceur库文件。

<script src="https://google.github.io/traceur-compiler/bin/traceur.js"></script>
<script src="https://google.github.io/traceur-compiler/bin/browsersystem.js"></script>
<script src="https://google.github.io/traceur-compiler/src/bootstrap.js"></script>
<script type="module">
  import './greeter.js';
</script>

上面代码中,一共有4个script标签。第一个是加载traceur的库文件,第二个和第三个是将这个库文件用于浏览器环境,第四个则是加载用户脚本,这个脚本里面可以使用es6代码。

注意,第四个script标签的type属性的值是module,而不是text/javascript。这是traceur编译器识别es6代码的标志,编译器会自动将所有type=module的代码编译为es5,然后再交给浏览器执行。

除了引用外部es6脚本,也可以直接在网页中放置es6代码。

<script type="module">
  class calc {
    constructor(){
      console.log('calc constructor');
    }
    add(a, b){
      return a + b;
    }
  }

  var c = new calc();
  console.log(c.add(4,5));
</script>

正常情况下,上面代码会在控制台打印出9。

如果想对traceur的行为有精确控制,可以采用下面参数配置的写法。

<script>
  // create the system object
  window.system = new traceur.runtime.browsertraceurloader();
  // set some experimental options
  var metadata = {
    traceuroptions: {
      experimental: true,
      propertailcalls: true,
      symbols: true,
      arraycomprehension: true,
      asyncfunctions: true,
      asyncgenerators: exponentiation,
      foron: true,
      generatorcomprehension: true
    }
  };
  // load your module
  system.import('./mymodule.js', {metadata: metadata}).catch(function(ex) {
    console.error('import failed', ex.stack || ex);
  });
</script>

上面代码中,首先生成traceur的全局对象window.system,然后system.import方法可以用来加载es6模块。加载的时候,需要传入一个配置对象metadata,该对象的traceuroptions属性可以配置支持es6功能。如果设为experimental: true,就表示除了es6以外,还支持一些实验性的新功能。

在线转换

traceur也提供一个在线编译器,可以在线将es6代码转为es5代码。转换后的代码,可以直接作为es5代码插入网页运行。

上面的例子转为es5代码运行,就是下面这个样子。

<script src="https://google.github.io/traceur-compiler/bin/traceur.js"></script>
<script src="https://google.github.io/traceur-compiler/bin/browsersystem.js"></script>
<script src="https://google.github.io/traceur-compiler/src/bootstrap.js"></script>
<script>
$traceurruntime.modulestore.getanonymousmodule(function() {
  "use strict";

  var calc = function calc() {
    console.log('calc constructor');
  };

  ($traceurruntime.createclass)(calc, {add: function(a, b) {
    return a + b;
  }}, {});

  var c = new calc();
  console.log(c.add(4, 5));
  return {};
});
</script>

命令行转换

作为命令行工具使用时,traceur是一个node的模块,首先需要用npm安装。

$ npm install -g traceur

安装成功后,就可以在命令行下使用traceur了。

traceur直接运行es6脚本文件,会在标准输出显示运行结果,以前面的calc.js为例。

$ traceur calc.js
calc constructor
9

如果要将es6脚本转为es5保存,要采用下面的写法。

$ traceur --script calc.es6.js --out calc.es5.js

上面代码的--script选项表示指定输入文件,--out选项表示指定输出文件。

为了防止有些特性编译不成功,最好加上--experimental选项。

$ traceur --script calc.es6.js --out calc.es5.js --experimental

命令行下转换生成的文件,就可以直接放到浏览器中运行。

node.js环境的用法

traceur的node.js用法如下(假定已安装traceur模块)。

var traceur = require('traceur');
var fs = require('fs');

// 将es6脚本转为字符串
var contents = fs.readfilesync('es6-file.js').tostring();

var result = traceur.compile(contents, {
  filename: 'es6-file.js',
  sourcemap: true,
  // 其他设置
  modules: 'commonjs'
});

if (result.error)
  throw result.error;

// result对象的js属性就是转换后的es5代码
fs.writefilesync('out.js', result.js);
// sourcemap属性对应map文件
fs.writefilesync('out.js.map', result.sourcemap);

ecmascript 7

2013年3月,es6的草案封闭,不再接受新功能了。新的功能将被加入es7。

任何人都可以向tc39提案,从提案到变成正式标准,需要经历五个阶段。每个阶段的变动都需要由tc39委员会批准。

  • stage 0 - strawman(展示阶段)
  • stage 1 - proposal(征求意见阶段)
  • stage 2 - draft(草案阶段)
  • stage 3 - candidate(候选人阶段)
  • stage 4 - finished(定案阶段)

一个提案只要能进入stage 2,就差不多等于肯定会包括在es7里面。

本书的写作目标之一,是跟踪ecmascript语言的最新进展。对于那些明确的、或者很有希望列入es7的功能,尤其是那些babel已经支持的功能,都将予以介绍。

本书介绍的es7功能清单如下。

stage 0

  • function bind syntax:函数的绑定运算符
  • string.prototype.at:字符串的静态方法at

stage 1

  • class and property decorators:class的修饰器
  • class property declarations:class的属性声明
  • additional export-from statements:export的写法改进
  • string.prototype.{trimleft,trimright}:字符串删除头尾空格的方法

stage 2

  • rest/spread properties:对象的rest参数和扩展运算符

stage 3

  • simd api:“单指令,多数据”命令集
  • async functions:async函数
  • object.values/object.entries:object的静态方法values()和entries()
  • string padding:字符串长度补全
  • trailing commas in function parameter lists and calls:函数参数的尾逗号
  • object.getownpropertydescriptors:object的静态方法getownpropertydescriptors

stage 4

  • array.prototype.includes:数组实例的includes方法
  • exponentiation operator:指数运算符

ecmascript当前的所有提案,可以在tc39的官方网站github.com/tc39/ecma262查看。

babel转码器可以通过安装和使用插件来使用各个stage的语法。

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