JavaScript ist eine objektorientierte Skriptsprache, die von der Firma Netscape entwickelt wurde, um statische HTML-Seiten dynamisch zu gestalten. Im Gegensatz zu serverseitigen Skriptsprachen wie zum Beispiel Perl oder PHP wird JavaScript auf dem Client ausgeführt. (Netscape nutzte JavaScript mit einer im Kern identischen Syntax allerdings auch serverseitig.) Mittels einer Schnittstelle zum Document Object Model (DOM) können Elemente der Webseite manipuliert werden, nachdem diese zum Client übertragen wurden.

Die Grundlage von JavaScript wurde unter Einbeziehung von Microsofts JScript unter dem Namen ECMAScript als ECMA-262 standardisiert. JavaScript in der Version 1.5 entspricht ECMA-262 Edition 3. Die Syntax der Sprache ähnelt der der Programmiersprache Java und auch einige Schlüsselwörter beider Sprachen sind identisch. Semantisch jedoch unterscheiden sich beide Sprachen deutlich. Interessant ist die Tatsache, dass JavaScript im Gegensatz zu klassisch objektorientierten Sprachen keine Klassen einsetzt, sondern statt dessen Objekte als Prototypen verwendet.

JavaScript vereinheitlicht die aus anderen Sprachen bekannten Funktionen und Objekte zu einem einheitlichen Konzept. Die Sprache verfügt über integrierte Reguläre Ausdrücke. Mit E4X (ECMA-357) wird auch XML als nativer Datentyp unterstützt.

Trotz des ähnlichen Namens ist JavaScript nicht mit der Programmiersprache Java zu verwechseln. Die Namensgleichheit entstand – ähnlich wie beim Java Enterprise System – aus Marketinggründen.

Datenstrukturen und Objekte

Vordefinierte Objekte

JavaScript kennt mehrere eingebaute Objekte, die von ECMAScript definiert werden.

• Object als allgemeiner Prototyp, von dem alle Objekte abgeleitet sind

• Function als Prototyp für Funktionen

• Array als Prototyp für Arrays

• String als Prototyp für Zeichenketten

• Boolean als Prototyp für Boolesche Variablen

• Number als Prototyp für Zahlen (64-Bit Gleitkommazahlen gemäß IEEE 754)

• Math stellt Konstanten und Methoden für mathematische Operationen bereit. Math kann nicht als Konstruktor dienen.

• Date für Operationen mit Daten bzw. Zeitpunkten und Datumsformaten

• RegExp für reguläre Ausdrücke

Die restlichen Objekte, die beim clientseitigen JavaScript verwendet werden, entstanden historisch vor allem durch die Netscape-Spezifikationen (window, document usw.). Zahlreiche Unterobjekte von document wurden mittlerweile durch DOM HTML standardisiert (title, images, links, forms usw.). Aktuelle Browser unterstützen zudem DOM Core und andere W3C-DOM-Standards sowie Erweiterungen von Microsoft JScript.

Datentypen

Die vordefinierten Prototypen korrespondieren teilweise mit grundlegenden Datentypen. Zeichenketten haben den Typ String, numerische Werte den Typ Number und boolsche Werte den Typ Boolean. Des Weiteren gibt es die Typen Null und Undefined. Dies sind sogenannte einfache Werte (primitive values). Alle anderen Werte sind Objekte (objects) und haben den Typ Object. Funktionen, Arrays, Datumsobjekte und reguläre Ausdrücke sind so gesehen spezielle Objekte.

Beim direkten Notieren von Zeichenketten, Zahlen oder booleschen Variablen entstehen einfache Werte (z.B. bei var variable = "Beispieltext";). Beim Nutzen der jeweiligen Konstruktorfunktionen hingegen entstehen Objekte (z.B. bei var variable = new String("Beispieltext");).

Zugriff auf Objekteigenschaften und -methoden

Eigenschaften und Methoden von Objekten werden über folgende Notation angesprochen:

objekt.eigenschaft

bzw.

objekt.methode()

Allen Objekten können zur Laufzeit neue Eigenschaften hinzugefügt. In diesem Beispiel wird eigenschaftA mit 1 belegt:

objekt.eigenschaftA = 1;

Eigenschaften können äquivalent über die folgende Notation angesprochen werden, bei der der Eigenschaftsname als Zeichenkette notiert wird:

objekt["eigenschaftA"] = 1;

Durch diese Schreibweise ist es möglich, alle Eigenschaften eines Objektes mit einer For ... in-Schleife zu durchlaufen. In diesem Beispiel wird „objekt.eigenschaftA = 1“ ausgegeben.

for (var eigenschaftsname in objekt) {
    window.alert("objekt." + eigenschaftsname + " = " + objekt[eigenschaftsname]);
}

Zum Entfernen von Eigenschaften wird der delete-Operator verwendet:

delete objekt.eigenschaftA;

Die wichtigsten Eigenschaften und Methoden der Prototypen

Object

Array

String

Ein String kann in der Kurzschreibweise "Zeichenkette" oder 'Zeichenkette' notiert werden. Alternativ kann der String-Konstruktor verwendet werden: new String(10) gibt etwa die Zahl 10 als String wieder.

Während die Kurzschreibweise "Hallo" ein einfacher Wert des Typs String angelegt wird, entsteht bei new String("Hallo") ein Objekt des Typs Object. Dies ist in den meisten Fällen unwesentlich. Im Falle der objektunabhängigen Funktion eval(), die einen String-Wert entgegennimmt und diesen als JavaScript-Ausdruck interpretiert, zeigt sich jedoch der feine Unterschied:

Date

Math

Kontrollstrukturen

If ... else (Bedingte Anweisung)

if (Bedingung) {
    Anweisungen;
} else {
    Anweisungen;
}

If ... else if ... else

In JavaScript gibt es im Gegensatz zu anderen Programmiersprachen keine Kontrollstruktur if ... else if .... An dessen Stelle kann man zwei if-Anweisungen verwenden, von denen die erste die zweite in ihrem else-Teil enthält:

if (Bedingung) {
    Anweisungen;
} else
    if (Bedingung) {
        Anweisungen;
    } else {
        Anweisungen;
    }

Es können jedoch beliebig viele else if-Blöcken verwendet werden:

if (Bedingung) {
    Anweisungen;
} else if (Bedingung) {
   Anweisungen;
} else if (Bedingung) {
   Anweisungen;
} else {
   Anweisungen;
}

Switch-Kontrollstruktur

switch (Ausdruck) {
    case marke1 :
        Anweisungen;
        break;
    case marke2 :
        Anweisungen;
        break;
    default :
        Anweisungen;
}

While-Schleife

while (Bedingung) {
    Anweisungen;
}

Do-while-Schleife

do {
    Anweisungen;
} while (Bedingung);

For-Schleife

for ([Startausdruck]; [Bedingung]; [Inkrementier-Ausdruck]) {
    Anweisungen;
}

For ... in-Schleife

Mit dieser Anweisung werden alle Eigenschaften eines Objektes durchlaufen (oder auch alle Elemente eines Feldes).

for (eigenschaftsname in objekt) {
    Anweisungen;
}

Funktionen

Eine Funktion ist ein Block mit Anweisungen, dem ein Name zugewiesen wird. Eine Funktion hat eine Liste von Parametern, die auch leer sein kann, und kann einen Resultatwert zurückgeben.

function meineFunktion (Parameter1, Parameter2, Parameter3) {
    Anweisungen;
    return Ausdruck;
}

Neben der obigen gängigen Notation kann alternativ eine sogenannte Function Expression verwendet werden:

var Addieren = function (zahl1, zahl2) {
    return zahl1 + zahl2;
};

Da alle Funktionen vom Prototyp-Objekt Function abgeleitet sind, kann eine Funktion zudem mithilfe des Function-Konstruktors notiert werden. Das Besondere an dieser Schreibweise ist, dass sowohl Parameternamen als auch der Code des Funktionskörpers als Strings notiert werden.

var Addieren = new Function("zahl1", "zahl2", "return zahl1 + zahl2;");

Beispiel: Der ursprüngliche Algorithmus von Euklid zur Ermittlung des größten gemeinsamen Teilers: Es ist eine geometrische Lösung; die kleinere Strecke wird jeweils von der größeren abgezogen.

function gcd (a, b) {
    while (a != b) {
        if (a > b) {
            a = a - b;
        } else {
           b = b - a;
        }
    }
    return a;
}

Die Anzahl der Parameter beim Aufruf muss nicht zwingend mit der Anzahl der Parameter in der Funktionsdefinition übereinstimmen. Wenn beim Aufruf weniger Parameter angegeben werden, dann wird für die übrigen Parameter einfach der Wert undefined eingesetzt. Weiter kann innerhalb der Funktion auch über das arguments-Array auf die Parameter zugegriffen werden.

Funktionales Programmieren

Da Funktionen in JavaScript vollwertige Objekte sind, sind sie Funktionen höherer Ordnung und können auch als Parameter an andere Funktionen übergeben werden.

Beispiel für Verwendung einer Funktion höherer Ordnung:

Array.prototype.fold = function (functor) {
    var result = 0;
    for (var i = 0; i < this.length; i++) {
        result = functor(result, this[i]);
    }
    return result;
}
var array = new Array(21,33,17,12);
var addition = function (a, b) { return a + b; };
var sum = array.fold(addition);

Ebenso ist es möglich curried functions zu schreiben:

function add (a, b) {
    if (arguments.length < 1)
        return add;
    if (arguments.length < 2) {
        return function (c) { return a + c; };
    } else {
        return a + b;
    }
}

Eigene Objekte definieren

Konstruktor-Funktionen

Eine JavaScript-Funktion kann dazu genutzt werden, um ein mit new erstelltes Objekt zu initialisieren. In diesem Fall spricht man von einem Konstruktor oder einer Konstruktor-Funktion. Innerhalb dieser Funktion kann das neue Objekt über die this-Variable angesprochen werden. Darüber können dem Objekt Eigenschaften angehängt werden.

function meinObjekt () {
    this.zahl = 1;
}

Neue Instanz erstellen:

var objekt = new meinObjekt();

Zugriff auf die Eigenschaft zahl, es wird „1“ ausgegeben:

window.alert(objekt.zahl);

Im Beispiel wurde dem Objekt eine Eigenschaft vom Typ Number, d.h. eine Zahl angehängt. Erlaubt sind Eigenschaften jedes möglichen Typs, darunter auch Funktionen. Objektmethoden sind somit nur spezielle Eigenschaften vom Typ function.

Öffentliche und private Methoden und Eigenschaften

Beim Definieren eigener Prototypen können Eigenschaften und Methoden entweder als öffentlich oder als privat notiert werden. Diese Unterscheidung bezieht sich auf ihre Verfügbarkeit, das heißt aus welchem Kontext der Zugriff erlaubt ist. Private Eigenschaften können nur aus der Konstruktor-Funktion und aus objekteigenen Methoden heraus gelesen und geschrieben werden. Der Zugriff von außerhalb des Objekts ist nur bei öffentlichen Eigenschaften möglich. Dementsprechend können öffentliche Methoden – die letztlich nur besondere Eigenschaften sind – aus jedem Kontext heraus, in dem das Objekt verfügbar ist, ausgeführt werden. Private Methoden sind analog nur objektintern aufrufbar.

Methoden werden zudem anhand ihrer Zugriffsrechte auf objekteigene Eigenschaften und Methoden unterschieden. Private Methoden haben prinzipiell Zugriff auf alle öffentlichen und privaten Eigenschaften und Methoden. Dasselbe gilt für sogenannte privilegierte öffentliche Methoden. Nicht-privilegierte öffentliche Methoden können nur auf öffentliche Eigenschaften und Methoden zugreifen. Erstgenannte werden innerhalb der Konstruktor-Funktion definiert, letztgenannte werden von außen über die prototype-Eigenschaft der Konstruktor-Funktion hinzugefügt (siehe den folgenden Abschnitt).

Im folgenden Beispiel werden die verschiedenen Eigenschafts- und Methodentypen demonstriert.

function meinObjekt (parameter) {
    /* parameter ist eine private Eigenschaft */

    /* Speichere eine Referenz auf das aktuelle Objekt in 
       der privaten Eigenschaft self */
    var self = this;

    /* private Eigenschaft */
    var private_eigenschaft = "privat";

    /* öffentliche Eigenschaft */
    this.oeffentliche_eigenschaft = "öffentlich";

    /* private Methode */ 
    var private_methode = function () {
        window.alert(private_eigenschaft + " " + self.oeffentliche_eigenschaft);
    };

    /* privilegierte öffentliche Methode */ 
    this.privilegierte_methode = function () {
        window.alert(private_eigenschaft + " " + this.oeffentliche_eigenschaft);
        private_methode();
    };
}

/* nicht-privilegierte öffentliche Methode */ 
meinObjekt.prototype.oeffentliche_methode = function () {
    window.alert(typeof(private_eigenschaft) + " " + typeof(private_methode));
    window.alert(this.oeffentliche_eigenschaft);
};

Neue Instanz erstellen:

var objekt = new meinObjekt();

Auf private_eigenschaft und private_methode kann von außen nicht zugegriffen werden. Daher wird zweimal „undefined“ ausgegeben:

window.alert(objekt.private_eigenschaft + " " + objekt.private_methode);

Der Zugriff auf oeffentliche_eigenschaft hingegen ist von außen möglich. Es wird „öffentlich“ ausgegeben:

window.alert(objekt.oeffentliche_eigenschaft);

Ebenso können privilegierte_methode und oeffentliche_methode von außen aufgerufen werden:

objekt.privilegierte_methode();
objekt.oeffentliche_methode();

Diese Methoden demonstrieren die unterschiedlichen Zugriffsrechte.

privilegierte_methode gibt die Eigenschaften private_eigenschaft und oeffentliche_eigenschaft aus. Im Meldungsfenster wird „privat öffentlich“ ausgegeben. Danach ruft sie private_methode() auf, die noch einmal dasselbe demonstriert.

oeffentliche_methode hingegen hat keinen Zugriff auf private_eigenschaft und private_methode. Das Meldungsfenster zeigt zweimal „undefined“. Lediglich der Zugriff auf oeffentliche_eigenschaft gelingt.

Aufgrund eines Fehlers in der ECMAScript-Spezifikation ist das Ansprechen von öffentlichen Eigenschaften und Methoden in privaten Methoden schwierig, weil this nicht wie in öffentlichen Methoden auf das aktuelle Objekt verweist. Daher bedient man sich eines Tricks, indem man im Konstruktor this in einer privaten Eigenschaft speichert, gängigerweise self. Darüber gelingt der Zugriff auf öffentliche Eigenschaften und Methoden in privaten Methoden.

Vererbung (prototype-Eigenschaft)

Jede Funktion, d.h. jedes vom Function-Prototyp abgeleitete Objekt verfügt über eine prototype-Eigenschaft. Diese übernimmt eine wichtige Aufgabe, wenn die Funktion als Konstruktor benutzt wird, um neue Objekte zu initialisieren. Die prototype-Eigenschaft definiert in diesem Falle gemeinsame Eigenschaften aller Objekte, die mit dem Konstruktor erstellt werden. Man spricht von Prototyp-basierter Vererbung. Auf diese Weise ermöglicht JavaScript mehrstufige Vererbung:

Konstruktor eines Prototyps erstellen:

function Kraftfahrzeug (Fabrikat) {
   this.Fabrikat = Fabrikat;
   this.Beispieleigenschaft = "Beispielwert";
}

Konstruktor des abgeleiteten Prototyps erstellen:

function PKW (Fabrikat) {
   this.constructor(Fabrikat);
   this.weitereEigenschaft = "Beispielwert";
}
PKW.prototype = new Kraftfahrzeug();

Eine neue Instanz des allgemeinen Prototyps Kraftfahrzeug dient als Muster des abgeleiteten Prototyps PKW. Dadurch werden die Eigenschaften des allgemeinen Prototyps an den abgeleiteten Prototyp vererbt: Jedes PKW-Objekt ist gleichzeitig ein Kraftfahrzeug-Objekt. Über this.constructor kann im PKW-Konstruktor der Kraftfahrzeug-Konstruktor angesprochen werden. Dies wird im Beispiel dazu genutzt, die Parameter an letztgenannten weiterzugeben. So muss this.Fabrikat = Fabrikat; nur im Kraftfahrzeug-Konstruktor notiert sein.

Instanz des Prototyps PKW erstellen:

var Golf = new PKW("Volkswagen Golf");
var Ente = new PKW("Citroen 2CV");

Über die prototype-Eigenschaft der Konstruktorfunktion können einem Prototyp auch nachträglich Eigenschaften und Methoden hinzugefügt werden. Diese Änderungen wirken sich auf alle davon abgeleiteten Objekte aus:

PKW.prototype.Radanzahl = 4;
PKW.prototype.zeigeRadanzahl = function () {
   window.alert(this.Fabrikat + " hat " + this.Radanzahl + " Räder.");
};
Golf.zeigeRadanzahl(); // Ausgabe: „Volkswagen Golf hat 4 Räder.“
Ente.zeigeRadanzahl(); // Ausgabe: „Citroen 2CV hat 4 Räder.“

Eine nützliche Methode des Object-Prototyps ist hasOwnProperty(Eigenschaftsname). Sie gibt einen booleschen Wert, also true oder false zurück. Dadurch lässt sich ermitteln, ob eine bestimmte Eigenschaft durch dessen Konstruktor selbst oder durch seine Prototyp-Kette definiert wird. Im Beispiel ergibt Golf.hasOwnProperty("Radanzahl") false, ebenso wie Golf.hasOwnProperty("zeigeRadanzahl"). Beide Eigenschaften wurden nachträglich über PKW.prototype hinzugefügt. Golf.hasOwnProperty("Fabrikat") und Golf.hasOwnProperty("weitereEigenschaft") hingegen ergeben true, weil diese Eigenschaften durch die Konstruktoren Kraftfahrzeug und PKW belegt wurden.

Benutzerinteraktion

Meist erfolgt die Benutzerinteraktion über die Änderung der Inhalte eines HTML-Dokuments, insbesondere der Formulare, auf dessen Elemente über das DOM zugegriffen wird. Es gibt jedoch auch einige einfache Arten, direkt mit dem Benutzer zu kommunizieren:

Alarm-Dialog

Gibt ein Fenster mit einer Textmeldung aus. Beispiel:

window.alert("Hallo Welt");

Bestätigungsdialog

Zeigt einen Dialog mit den Schaltflächen „OK“ und „Abbrechen“ an. Zurückgegeben wird ein boolescher Wert, je nachdem welche Schaltfläche der Benutzer ausgewählt hat.

var bestaetigt = window.confirm("Bitte bestätigen");

Eingabeaufforderung

Es wird ein Dialog zur Informationseingabe angezeigt. Beispiel:

var eingabe = window.prompt("Bitte geben Sie einen Text ein:", "");

Statusleiste

Gibt den Text in der Statusleiste des Browserfensters aus:

window.status = "Hallo Welt";

Fehlerbehandlung

Die neueren Versionen von ECMAScript, wie sie im Internet Explorer 5 und Netscape Navigator 6 eingebaut sind, verfügen über eine von Java übernommene Anweisung try ... catch zur Fehlerbehandlung.

Die Anweisung try ... catch ... finally fängt Ausnahmen (exceptions), die aufgrund eines Fehlers oder einer throw-Anweisung auftreten, ab. Die Syntax ist wie folgt:

try {
    // Anweisungen, in denen Ausnahmen auftreten oder ausgelöst werden können
} catch (error) {
    // Anweisungsfolge, die im Ausnahmefall ausgeführt wird.
    // In diesem Teil kann die Fehlerbehandlung erfolgen.
} finally {
    // Anweisungsfolge, die anschließend in jedem Fall ausgeführt wird.
}
...
throw("sample exception")

Zu Beginn werden die Anweisungen im try-Block ausgeführt. Falls eine Ausnahme auftritt, wird der Kontrollfluss sofort zum catch-Block mit dem Ausnahmeobjekt als Parameter umgeleitet.

Im Normalfall wird der Ausnahmeblock übersprungen. Nach der Ausführung des try-Blocks (auch teilweise) und gegebenenfalls des catch-Blocks werden in jedem Fall die Anweisungen im finally-Block ausgeführt. Der finally-Teil kann weggelassen werden, alternativ der catch-Teil.