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1.13 JavaScript

Was ist JavaScript?

JavaScript ist eine der Grundpfeiler-Technologien des modernen Webentwicklungsstacks, neben HTML und CSS. Während HTML die Struktur einer Webseite aufbaut und CSS für das Styling zuständig ist, bringt JavaScript Dynamik und Interaktivität in Webseiten ein. Es ist eine leichtgewichtige, interpretierte Programmiersprache, die ursprünglich von Netscape als Mittel zur Erweiterung der Webseitenfunktionalität entwickelt wurde.

Geschichte und Evolution

JavaScript wurde 1995 von Brendan Eich entwickelt und erstmals in Netscape Navigator 2.0 eingeführt. Es wurde schnell zum De-facto-Standard der dynamischen Skriptsprachen im Web. JavaScript hat sich weit von seinen bescheidenen Anfängen entfernt und ist jetzt eine der meistgenutzten Sprachen der Welt, unterstützt durch eine riesige Gemeinschaft von Entwicklern und eine umfangreiche Ökosystem von Frameworks und Bibliotheken wie React, Angular und Vue.js.

JavaScript ist entscheidend für die Entwicklung interaktiver Webseiten und hat Anwendungen in der Server-Programmierung (Node.js), mobilen Anwendungen (React Native), und sogar in der Spieleentwicklung und der Erstellung von Desktop-Anwendungen. Durch das Erlernen von JavaScript öffnen sich viele Türen in verschiedenen Bereichen der Softwareentwicklung.

Aufgabe: Recherchiere drei Webseiten, die JavaScript verwenden. Beschreibe, wie JavaScript auf diesen Seiten verwendet wird und welche Funktionen es ermöglicht.

Integration in Webprojekten

JavaScript kann auf verschiedene Weisen in eine Webseite eingebunden werden, jede mit ihren eigenen Vor- und Nachteilen. In diesem Kapitel beschäftigen wir uns damit, wie JavaScript als Datei oder Script in Webseiten eingebettet wird und welche Best Practices dabei zu beachten sind.

Direkte Einbettung im HTML-Dokument

JavaScript kann direkt in HTML-Dokumente eingebettet werden, indem der Code innerhalb von <script>-Tags platziert wird. Diese Methode ist besonders nützlich für kleine Mengen an Code oder für schnelle Tests während der Entwicklung. Der JavaScript-Code wird direkt im HTML-Dokument zwischen <script> und </script> geschrieben:

<!doctype html>
<html>
  <head>
    <title>Beispiel Seite</title>
  </head>
  <body>
    <h1>Willkommen auf meiner Webseite</h1>
    <script>
      console.log('Hallo Welt!')
    </script>
  </body>
</html>

Externe JavaScript-Dateien

Für größere Projekte oder wenn derselbe JavaScript-Code auf mehreren Seiten verwendet wird, empfiehlt es sich, JavaScript in externen Dateien zu speichern. Diese Methode verbessert die Wartbarkeit, die Wiederverwendbarkeit des Codes und die Ladezeiten der Webseite. Externe JavaScript-Dateien haben die Endung .js und werden in das HTML-Dokument durch das <script>-Tag mit dem Attribut src eingebunden:

<!doctype html>
<html>
  <head>
    <title>Beispiel Seite</title>
    <script src="script.js"></script>
  </head>
  <body>
    <h1>Willkommen auf meiner Webseite</h1>
  </body>
</html>

In der externen Datei script.js könnte dann folgender Code stehen:

console.log('Das Skript wurde geladen und ausgeführt.')

Laden von Skripten im <head> vs. am Ende des <body>

Das Laden von JavaScript-Dateien kann die Ladezeit einer Webseite beeinflussen. Traditionell werden Skripte im <head>-Bereich des HTML-Dokuments platziert, was bedeutet, dass der Browser das Skript laden und ausführen muss, bevor der restliche Teil der Seite geladen wird. Dies kann zu einer wahrnehmbaren Verzögerung beim Laden der Seite führen. Eine gängige Best Practice ist es daher, <script>-Tags am Ende des <body>-Teils zu platzieren, um die Ladezeit der sichtbaren Inhalte der Seite zu beschleunigen:

<!doctype html>
<html>
  <body>
    <h1>Willkommen auf meiner Webseite</h1>
    <!-- Weitere Inhalte der Webseite -->
    <script src="script.js"></script>
  </body>
</html>

Asynchrones und Defer-Laden

Moderne Techniken zum Laden von JavaScript umfassen die Attribute async und defer, die im <script>-Tag verwendet werden können, um die Art und Weise zu beeinflussen, wie Skripte geladen und ausgeführt werden:

  • async: Das Skript wird parallel zum HTML-Dokument geladen und sobald es verfügbar ist, ausgeführt. Dies ist nützlich für Skripte, die unabhängig vom restlichen Inhalt der Seite sind.
  • defer: Das Skript wird parallel zum HTML-Dokument geladen, aber erst ausgeführt, nachdem das gesamte Dokument verarbeitet wurde. Dies ist ideal für Skripte, die auf das vollständige DOM zugreifen müssen.
<script src="script.js" defer></script>

Aufgabe: Erstelle eine einfache HTML-Seite und integriere JavaScript auf drei Arten: direkt im Dokument, über eine externe Datei und mit Verwendung der Attribute async und defer. Beobachte und dokumentiere die Unterschiede im Ladeverhalten der Skripte.

Konsolenausgabe

Die Konsolenausgabe in JavaScript wird oft zum Debuggen und Testen von Code verwendet. console.log() ist die am häufigsten verwendete Methode, um Informationen während der Entwicklung anzuzeigen.

Beispiel

console.log('Dies wird in der Konsole angezeigt')

Aufgabe: Erstelle ein Programm und gib eine Konsolenausgabe aus.

Hinweis: Tatsächlich gibt es eigene Funktionen und Methoden für das Debuggen und Testen, auf die später noch eingegangen werden soll.

Datentypen

JavaScript verfügt über mehrere Datentypen, die in zwei Kategorien fallen: primitive Datentypen und Objekte. Die primitiven Datentypen umfassen:

  • String: Repräsentiert Textdaten, z.B. "Hallo Welt".
  • Number: Stellt sowohl ganze Zahlen als auch Fließkommazahlen dar, z.B. 100, 150.50.
  • BigInt: Für ganzzahlige Werte größer als der Bereich, den Number unterstützen kann.
  • Boolean: Hat zwei Werte, true und false.
  • Undefined: Ein deklariertes, aber nicht zugewiesenes Variable hat den Wert undefined.
  • Null: Ein spezieller Datentyp, der eine “nichts”- oder “leere” Wert darstellt.
  • Symbol: Wird verwendet, um eindeutige, anonyme Identifikatoren für Objekteigenschaften zu erstellen.

Object ist das komplexe Hauptbauelement für moderne JavaScript-Anwendungen. Objekte können als Sammlungen von Eigenschaften betrachtet werden.

Beispiele

let name = 'Anna' // String
let alter = 28 // Number
let groesseInM = 1.75 // Number
let arbeitet = true // Boolean
let schuhgroesse // Undefined
let gewicht = null // Null

Aufgabe: Erstelle Variablen für jeden Datentyp und verwende console.log(), um ihre Werte und Typen in der Konsole auszugeben. Verwende dabei typeof um den Typ zu bestimmen.

Deklarationen

In JavaScript gibt es drei Hauptarten, Variablen zu deklarieren: var, let, und const.

  • var: Der traditionelle Weg, Variablen zu deklarieren. Hat funktionsscope oder globalen Scope, wenn außerhalb einer Funktion deklariert.
  • let: Eingeführt in ES6, hat Block-Scope, was bedeutet, dass es nur im Kontext von geschweiften Klammern {} existiert.
  • const: Ähnlich wie let, aber für Variablen, deren Wert nicht geändert werden soll. Muss bei der Deklaration initialisiert werden.

Beispiele

var alteVariable = 'Ich bin alt' // Global oder funktionsscope
let neueVariable = 'Ich habe Block-Scope' // Block-Scope
const konstanteVariable = 'Ändere mich nicht' // Konstant

Aufgabe: Erstelle ein kleines Skript, das den Unterschied zwischen var, let, und const zeigt, indem es die Sichtbarkeit von Variablen innerhalb und außerhalb von Blöcken (z. B. if-Anweisungen) demonstriert.

Vergleichsoperationen

JavaScript bietet zwei Arten von Vergleichsoperatoren: == (gleich) und === (strikt gleich). Der Unterschied liegt in der Art und Weise, wie JavaScript Typen behandelt:

  • == vergleicht nur die Werte und führt ggf. eine Typumwandlung durch (z. B. "5" == 5 ist true).
  • === vergleicht sowohl den Wert als auch den Typ (z. B. "5" === 5 ist false).

Beispiele

console.log(5 == '5') // true
console.log(5 === '5') // false
console.log(null == undefined) // true
console.log(null === undefined) // false

Aufgabe: Teste verschiedene Vergleichsoperationen mit unterschiedlichen Datentypen und dokumentiere deine Ergebnisse. Erkläre, warum bestimmte Vergleiche das erwartete oder unerwartete Ergebnis liefern.

Kontrollstrukturen

JavaScript unterstützt eine Vielzahl von Kontrollstrukturen, die den Fluss eines Programms steuern. Einige werden aus anderen Sprachen bereits bekannt sein:

  • If-Anweisung: Führt einen Codeblock aus, wenn eine Bedingung wahr ist.
  • Switch-Anweisung: Wählt einen Codeblock zur Ausführung basierend auf dem Wert einer Variable.
  • For-Schleife: Wiederholt einen Codeblock eine bestimmte Anzahl von Malen.
  • While-Schleife: Führt einen Codeblock aus, solange eine Bedingung wahr ist.

Beispiele

let alter = 20
if (alter > 18) {
  console.log('Du bist volljährig.')
} else {
  console.log('Du bist noch nicht volljährig.')
}

switch (expr) {
  case 'Oranges':
    console.log('Oranges are $0.59 a pound.')
    break
  case 'Mangoes':
  case 'Papayas':
    console.log('Mangoes and papayas are $2.79 a pound.')
    break
  default:
    console.log('Sorry, we are out of ' + expr + '.')
}

console.log("Is there anything else you'd like?")

for (let i = 0; i < 5; i++) {
  console.log(i)
}

let i = 0
while (i < 5) {
  console.log(i)
  i++
}

Aufgabe: Schreibe ein kleines Programm, das die Noten eines Schülers basierend auf einem Punktesystem mit if und switch bewertet. Nutze eine for-Schleife, um die Punkte mehrerer Schüler zu verarbeiten.

Funktionen

Funktionen in JavaScript sind Blöcke von Code, die entworfen wurden, um eine bestimmte Aufgabe auszuführen. Sie können mit oder ohne Parameter sein und Werte zurückgeben.

Beispiel

function gruessen(name) {
  return 'Hallo ' + name + '!'
}
console.log(gruessen('Anna'))

Aufgabe: Entwickle eine Funktion, die das Quadrat und den Kubik eines gegebenen Zahlenwerts berechnet und zurückgibt. Teste deine Funktion mit verschiedenen Zahlen.

JavaScript Object Notation - JSON

JavaScript Object Notation, oder JSON, ist ein leichtgewichtiges Daten-Austauschformat, das leicht für Menschen zu lesen und zu schreiben und einfach für Maschinen zu parsen und zu generieren ist. JSON ist in der Sprache JavaScript basiert, aber seine Nutzung hat sich über viele Programmiersprachen hinweg verbreitet und es ist zu einem der bevorzugten Formate für Webdaten und API-Antworten geworden.

JSON-Daten werden in einer Struktur organisiert, die Arrays und Objekte aus der JavaScript-Syntax verwendet. Ein JSON-Objekt beginnt mit einer linken geschweiften Klammer { und endet mit einer rechten geschweiften Klammer }. Jedes Objekt besteht aus Schlüssel-Wert-Paaren, wobei der Schlüssel ein String ist, gefolgt von einem Doppelpunkt :, und der Wert kann ein String, eine Zahl, ein Array, ein Boolean, ein weiteres JSON-Objekt oder null sein.

Beispiel eines JSON-Objekts

{
  "name": "Max Mustermann",
  "alter": 25,
  "verheiratet": false,
  "kinder": null,
  "hobbys": ["Lesen", "Wandern", "Programmieren"]
}

Erstellen, Manipulieren und Löschen von JSON-Objekten

JSON ist nicht nur ein Format für den Datenaustausch, sondern kann auch innerhalb von JavaScript zur Datenverwaltung verwendet werden. In diesem Abschnitt werden wir uns damit beschäftigen, wie man JSON-Objekte erstellt, manipuliert, verändert und löscht.

JSON-Objekte werden in JavaScript als einfache Objekte erstellt. Die Syntax ähnelt dem Aufbau eines normalen Objekts in JavaScript, wobei Schlüssel-Wert-Paare durch Doppelpunkte getrennt und von geschweiften Klammern umgeben sind.

Beispiel für die Erstellung eines JSON-Objekts

let person = {
  name: 'Anna',
  alter: 28,
  verheiratet: false,
  kinder: null,
  hobbys: ['Lesen', 'Wandern', 'Programmieren']
}

Manipulieren und Verändern von JSON-Objekten

Sobald ein JSON-Objekt erstellt wurde, können Sie dessen Daten ändern, hinzufügen oder entfernen. JavaScript bietet eine flexible Handhabung von Objekten, was das Bearbeiten von JSON-Daten erleichtert.

Um neue Daten zu einem JSON-Objekt hinzuzufügen, weisen Sie einfach einen neuen Wert einem neuen oder bestehenden Schlüssel zu.

person.beruf = 'Softwareentwicklerin' // Fügt den Schlüssel 'beruf' hinzu
person.hobbys.push('Malen') // Fügt ein neues Hobby zur Liste hinzu

Bestehende Daten können einfach durch die Zuweisung eines neuen Werts zu einem bestehenden Schlüssel geändert werden.

person.name = 'Anna Müller' // Ändert den Wert von 'name'

Um Daten aus einem JSON-Objekt zu entfernen, können Sie das Schlüsselwort delete verwenden.

delete person.verheiratet // Entfernt den Schlüssel 'verheiratet' und seinen Wert

Beispiel: Vollständiges JSON-Objekt manipulieren

let person = {
  name: 'Anna',
  alter: 28,
  verheiratet: false,
  kinder: null,
  hobbys: ['Lesen', 'Wandern', 'Programmieren']
}

// Hinzufügen
person.beruf = 'Softwareentwicklerin'
person.hobbys.push('Malen')

// Ändern
person.name = 'Anna Müller'

// Löschen
delete person.verheiratet

console.log(person)

Aufgabe: Erstelle ein JSON-Objekt für ein Fahrzeug mit Eigenschaften wie Marke, Modell, Baujahr und Farbe. Füge zusätzliche Eigenschaften hinzu, wie zum Beispiel Kraftstoffart und ob das Fahrzeug aktuell verfügbar ist. Ändere dann die Farbe des Fahrzeugs und entferne die Eigenschaft, die angibt, ob das Fahrzeug verfügbar ist. Verwende console.log(), um dein Ergebnis nach jeder Operation zu überprüfen.

Verwendung von JSON in JavaScript

In JavaScript kann JSON leicht mit den globalen Funktionen JSON.parse() und JSON.stringify() gehandhabt werden. JSON.parse() wandelt einen JSON-String in ein JavaScript-Objekt um, und JSON.stringify() macht das Gegenteil, indem es ein JavaScript-Objekt in einen JSON-String umwandelt.

Aufgabe: Erstelle ein JSON-Objekt für einen fiktiven Benutzer mit Details wie Name, Alter, Hobbys und Beruf. Verwende JSON.stringify(), um es in einen String umzuwandeln, und dann JSON.parse(), um es wieder in ein Objekt umzuwandeln. Überprüfe die Ergebnisse in der Konsole.

JavaScript in HTML

Das Document Object Model (DOM) ist eine programmatische Schnittstelle für HTML- und XML-Dokumente. Es stellt das Dokument als baumartige Struktur dar, wobei jedes Element des Baumes ein Teil des Dokuments ist, wie beispielsweise ein Tag oder ein Attribut. JavaScript kann auf den DOM zugreifen, um Elemente zu lesen, zu ändern, hinzuzufügen oder zu entfernen, was eine dynamische Änderung der Inhalte und Struktur von Webseiten ermöglicht.

JavaScript interagiert mit dem DOM über das document-Objekt. Dieses Objekt stellt die Webseite dar, auf die das Skript zugreift, und bietet Funktionen und Eigenschaften, um den Baum zu navigieren und zu manipulieren.

Elemente finden

Elemente im DOM können über verschiedene Methoden selektiert werden, die das document-Objekt bereitstellt:

  • getElementById(id): Greift auf ein Element über seine ID zu.
  • getElementsByClassName(className): Liefert eine Liste von Elementen, die eine bestimmte Klasse haben.
  • getElementsByTagName(tagName): Liefert eine Liste von Elementen mit einem spezifischen Tag-Namen.
  • querySelector(selector): Liefert das erste Element, das einem gegebenen CSS-Selektor entspricht.
  • querySelectorAll(selector): Liefert alle Elemente, die einem gegebenen CSS-Selektor entsprechen.

Beispiel: Zugriff auf Elemente

<div id="meineId">Hallo Welt!</div>
<script>
  var elem = document.getElementById('meineId')
  console.log(elem.textContent) // Gibt 'Hallo Welt!' aus
</script>

Ändern von Elementen

Nachdem ein Element selektiert wurde, können seine Eigenschaften und Inhalte geändert werden. Einige häufig verwendete Eigenschaften und Methoden sind:

  • textContent: Ändert oder gibt den Textinhalt eines Elements zurück.
  • innerHTML: Ändert oder gibt den inneren HTML-Inhalt eines Elements zurück.
  • style: Zugriff auf das Style-Objekt eines Elements, um CSS-Stile zu ändern.
  • setAttribute(name, value): Fügt ein Attribut hinzu oder ändert den Wert eines bestehenden Attributs.
  • removeAttribute(name): Entfernt ein Attribut.

Beispiel: Ändern von Elementen

<div id="meineId">Alter Inhalt</div>
<script>
  var elem = document.getElementById('meineId')
  elem.textContent = 'Neuer Inhalt'
  elem.style.color = 'red'
</script>

Elemente hinzufügen und entfernen

JavaScript kann auch verwendet werden, um neue Elemente im DOM zu erstellen oder bestehende zu entfernen.

  • createElement(tagName): Erstellt ein neues Element.
  • appendChild(child): Fügt ein Kind-Element zu einem Elternelement hinzu.
  • insertBefore(newNode, referenceNode): Fügt ein neues Element vor einem bestehenden Element ein.

Beispiel: Hinzufügen von Elementen

<div id="container"></div>
<script>
  var neuesElem = document.createElement('p')
  neuesElem.textContent = 'Ich bin ein neuer Paragraph.'
  var container = document.getElementById('container')
  container.appendChild(neuesElem)
</script>

Entfernen von Elementen

  • removeChild(child): Entfernt ein Kind-Element von einem Elternelement.

Beispiel: Entfernen von Elementen

<div id="container">
  <p id="zuEntfernen">Entferne mich</p>
</div>
<script>
  var container = document.getElementById('container')
  var zuEntfernen = document.getElementById('zuEntfernen')
  container.removeChild(zuEntfernen)
</script>

Aufgabe: Erstelle eine HTML-Seite mit mehreren Paragraphen, die verschiedene Klassen und IDs haben. Schreibe JavaScript-Code, um:

  1. Einem spezifischen Paragraphen einen neuen Text zuzuweisen.
  2. Einen neuen Paragraphen mit Text am Ende der Seite hinzuzufügen.
  3. Einen Paragraphen auf der Seite zu entfernen.
  4. Den Stil eines Paragraphen zu ändern (z.B. Farbe oder Schriftgröße).

JavaScript Basics im Vergleich zu C#

JavaScript und C# sind beides beliebte Programmiersprachen, aber sie haben unterschiedliche Syntax, Paradigmen und Einsatzgebiete. JavaScript ist eine dynamisch typisierte Sprache, die hauptsächlich für Webentwicklung verwendet wird, während C# statisch typisiert ist und oft in der Entwicklung von Desktop-Anwendungen, Spielen (über Unity) und großen Back-End-Systemen verwendet wird.

Typisierung

JavaScript:

  • Dynamisch typisiert: Variablen können Werte beliebigen Typs annehmen.
  • Typüberprüfung zur Laufzeit.

C#:

  • Statisch typisiert: Typen müssen bei der Deklaration angegeben werden.
  • Typüberprüfung zur Kompilierungszeit.

Syntax

JavaScript:

  • Weniger formell, flexibler in der Syntax.
  • Funktionen als First-Class-Objekte.

C#:

  • Strengere Syntax, angelehnt an C und C++.
  • Unterstützt sowohl funktionale als auch objektorientierte Programmierparadigmen.

Beispiel

JavaScript:

let zahl = 5
zahl = 'jetzt bin ich ein String'
function addiere(x, y) {
  return x + y
}
console.log(addiere(5, 3))

C#:

int zahl = 5;
// zahl = "jetzt bin ich ein String"; // Dies würde einen Fehler verursachen
int Addiere(int x, int y) {
    return x + y;
}
Console.WriteLine(Addiere(5, 3));

Aufgabe: Schreibe ein kleines Programm, das eine einfache Berechnung in sowohl JavaScript als auch C# durchführt. Dokumentiere die Unterschiede in der Handhabung von Datentypen und Syntax.

Quellen zum Nachlesen:

  • https://www.w3schools.com/js/js_htmldom.asp
  • freeCodeCamp

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