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Notes de cours sur le langage JavaScript

Introduction à la programmation JavaScript, à son interaction avec l'utilisateur et le code HTML/CSS.

Dans ce cours, nous commençons par les éléments de base du langage JavaScript, en parallèle avec le langage de description vu en cours d'algorithmique (variables, types, structures de contrôle, procédures et fonctions, etc.). Nous faisons ici le choix de ne pas insister sur les aspects programmation orientée objet du JavaScript.

Dans un second temps, nous nous intéressons à l'utilisation de JavaScript pour la prise en charge des interactions avec le visiteur d'une page web : la prise en compte de ses actions, la modification dynamique du document HTML et de l'objet HTML5 qu'est le canvas.

Types simples, variables, expressions et instructions JavaScript

Instructions et blocs d'instructions

Les scripts JavaScript trouvent leur place au sein de pages HTML. Ainsi, en html5, le code JavaScript doit être encadré par une simple balise <script>.

Dans le langage JavaScript, les blocs d'instructions sont délimités par des accolades : { est l'équivalent d'un Début, } d'une Fin.

Chaque instruction est impérativement suivie d'un point-virgule (;).

Types et variables

JavaScript autorise la manipulation de types classiques : booléens, entiers, réels, caractères et chaîne de caractères et tableaux. Cela dit les types ne sont pas déclarés, uniquement les variables.

var x;             // simple déclaration/
var pi     = 3.14; /* déclaration
                      et affectation d'une valeur */
var prenom = 'toto';

Notons sur cet exemple les deux syntaxes possibles pour écrire des commentaires dans le code JavaScript. // est réservé à un commentaire qui s'étend jusqu'à la fin de la ligne mais pas au-delà. /* et */ permettent d'encadrer un commentaire, éventuellement sur plusieurs lignes.

La déclaration d'une variable se fait à l'aide des mots-clefs var ou let, la différence étant liée à la portée de la variable, c'est-à-dire sur la portion du script dans laquelle la variable est connue. Avec var la variable est connue dans toute la fonction dans laquelle elle est définie et pas au-delà. Avec let la portée de la variable se restreint au bloc dans laquelle la variable est définie, c'est-à-dire au jeu d'accolades ouvrante/fermante le plus proche contenant la déclaration. Finalement, une variable définie avec var en dehors de toute fonction est connu dans l'ensemble du script, c'est une variable globale.

Comme suggéré ci-dessus, le symbole = permet à l'affectation d'une valeur à une variable. Un test d'égalité, qui lui ne modifie en rien les variables, sera exprimé par le symbole ==.

Opérateurs

Nous disposons en JavaScript des opérateurs arithmétiques classiques : +, -, *, /, % pour l'opération modulo, et de l'opérateur de concaténation entre chaînes de caractères noté par un plus (+, comme pour l'addition entre entiers).

var i = 10;
i = i + 1;
i = i + 9;
var texte = 'La variable i vaut '+i;
texte = texte+"\n";

Nous retrouvons également les habituels opérateurs logiques : le ET (noté &&), le OU (noté ||) et le NON (noté !).

Notons enfin que les comparaisons comme < peuvent porter sur des nombres mais aussi sur des chaînes de caractères (il s'agit alors d'une comparaison alphabétique).

Instruction de sortie et chaînes de caractères

L'affichage est réalisé à l'aide des méthodes write et writeln de l'objet document : il s'agit d'écrire du texte ou des balises au sein du code HTML, à l'endroit où est placé le script.

Le langage JavaScript permet de délimiter les chaînes de caractères soit par des apostrophes, soit par des guillemets. Il est pratique d'utiliser les guillemets lorsque le texte contient une apostrophe, et vice-versa. Il est aussi possible d'utiliser un backslash (signe \) pour neutraliser la signification JavaScript d'un caractère.

var prenom = 'Toto';
document.write("salut ");
document.writeln(prenom);
document.writeln("<p>ça va aujourd'hui ?</p>");
document.writeln('<p>oui, ça va aujourd\'hui !</p>');

La différence entre document.write et document.writeln est assez subtile et finalement anecdotique. La seconde instruction passe après à la ligne après affichage, pas la première. Cependant ces passages à la ligne ne sont pas pris en compte par les navigateurs, lesquels ne s'intéressent finalement qu'aux éléments html et à leurs styles css. Un moyen de visualiser la différence est de produire des affichages au sein d'un environnement pre qui respecte les passages à la ligne.

<pre>
<script>
document.write("salut ");
document.writeln("Toto");
document.writeln("ça va aujourd'hui ?");
document.writeln('oui, ça va aujourd\'hui !');
</script>
</pre>

... va afficher salut et Toto sur la même ligne :

          salut Toto
          ça va aujourd'hui ?
          oui, ça va aujourd'hui !

Fonctions mathématiques qui peuvent servir

JavaScript met à notre disposition des fonctions mathématiques à travers l'objet Math dont certaines pourraient nous servir.

// les arrondis : en dessous, au plus proche, au dessus
Math.floor(...)
Math.round(...)
Math.ceil(...)

// de l'aléatoire : un nombre entre 0 et 1
Math.random()

// de la géométrie : la valeur de Pi
Math.PI

Math.floor et Math.random nous permettront de choisir au hasard une case dans un tableau. Math.PI nous permettra de tracer un cercle dans le canvas.

Structures de contrôle en JavaScript

Modulo les notations propres à JavaScript, nous retrouvons les structures de contrôle classiques, en particulier celles vues en cours d'algorithmique.

Ainsi, le si alors sinon a la forme générale suivante.

if (une condition ici) {
  // des instructions ici
} else {
  // des instructions ici
}

La boucle tant que, elle, s'exprime comme suit :

while (une condition ici) {
  // des instructions ici
}

ce qui donne sur un exemple comptant de un à dix : 

var i=0;                 # initialisation d'une variable i
while (i<10) {           # tant que et sa condition
    document.writeln(i); # affichage
    i = i+1;             # incrémentation de la variable i
}

Enfin, la boucle pour, trois éléments doivent être fournis : une variable avec son initialisation, une condition de type tant que et une instruction à effectuer à chaque passage dans la boucle (typiquement une mise à jour de la variable associée à la boucle).

for ( initialisation ; condition pour continuer ; progression) {
    # des instructions ici
}

... ce qui nous permet de revisiter notre exemple avec une forme plus compacte :

for (var i=0 ; i<10 ; i++) {
    document.writeln(i); # affichage
}

D'autres boucles sont proposées par JavaScript mais elles sont dédiées à l'énumération des éléments d'un tableau.

Structures de données JavaScript : les tableaux

Deux types de tableaux :

  • les tableaux classiques : pas de contrainte sur le contenu des cases, celles-ci sont numérotées à partir de 0 ;
  • les tableaux associatifs dont la particularité est que les cases ne sont plus indicées par un numéro mais par un texte.

Manipulation des tableaux JavaScript

Tout d'abord la déclaration d'un tableau et l'affectation de valeurs à ses cases.

// définition d'un tableau vide et remplissage des cases
var notes = [];
t[0]  = 10;
t[1]  = 5;
t[2]  = 20;

// autre syntaxe pour définir un tableau
var notes = [10,5,20,14,2];

À noter que la taille d'un tableau t est accessible à travers l'expression « t.length ».

Enfin, les tableaux associatifs :

var mails = [];
mails['torre'] = 'torre@univ.fr';
mails['toto']  = 'toto.machin@free.fr';
document.writeln('Mail de toto = '+mails['toto']);

Parcours de tableaux JavaScript : les boucles for in et for of

Ces boucles sont dédiées aux parcours des tableaux.

// syntaxes générales
for (var k in t) {
  // des instructions ici portant sur t[k]
}
for (var v of t) {
  // des instructions ici portant sur v
}
// définition d'un tableau classique
var notes = [10,12,18,20,4];
// parcours des indices
for (var i in notes) {
  document.writeln(notes[i]);
}
// parcours des valeurs
for (var note of notes) {
  document.writeln(note);
}
// définition d'un tableau associatif
var carnet = [];
carnet['pierre']  = '19 ans';
carnet['paul']    = '26 ans';
carnet['jacques'] = '30 ans';

// parcours des clefs et affichage des valeurs du tableau
for (var i in carnet) {
  document.write('la clef vaut : ' + i);
  document.write(', la valeur associée est : ',carnet[i],'<br>');
}

Fonctions et procédures en JavaScript

Rappelons que procédures et fonctions sont semblables sur bien des points. Elles permettent d'isoler un bout de code, de le nommer et ainsi le rendre réutilisable à différents moments. Elles peuvent utiliser des paramètres et contenir des instructions quelconques.

En revanche, une fonction doit toujours se terminer par le renvoi d'un résultat (à l'aide du mot-clef return en JavaScript), ce qui n'est jamais le cas pour une procédure. Cela signifie en particulier qu'un appel à une fonction se trouvera souvent dans la partie droite d'une affectation, ou embarqué directement dans un test, ce qui ne sera jamais le cas pour un appel de procédure.

Définition et utilisation d'une procédure

// forme générale d'une procédure
function nom_de_la_procédure (paramètres) {
  // des instructions ici
}
# définition d'une procédure
function est_voyelle_procédure_tantque (lettre) {

    var voyelles = ['a','e','i','o','u','y'];

    var i = 0;
    while ((i<voyelles.length) && (lettre != voyelles[i])) {
	i = i+1;
    }
      
    if (i<voyelles.length) {

	document.writeln('« ',lettre,' » est une voyelle.');
	
    } else {

	document.writeln('« ',lettre,' » N\'est PAS une voyelle.');
	
    }
}

# appels à la procédure
est_voyelle_procédure_tantque('a');
est_voyelle_procédure_tantque('b');

Définition et utilisation d'une fonction

// forme générale d'une fonction
function nom_de_la_fonction (paramètres) {
  // des instructions ici
  return(résultat)
}
# définition d'une fonction
function est_voyelle_fonction_tantque (lettre) {

    var voyelles = ['a','e','i','o','u','y'];

    var i = 0;
    while ((i<voyelles.length) && (lettre != voyelles[i])) {
	i = i+1;
    }
      
    return (i<voyelles.length);

}

# appel à la fonction dans la condition d'un if
for (lettre of ['a','b']) {
    if (est_voyelle_fonction_tantque(lettre)) {
	document.writeln('« ',lettre,' » est une voyelle.');
    } else {
	document.writeln('« ',lettre,' » N\'est PAS une voyelle.');
    }
}

Gestion des événements et des actions en JavaScript

Le couple HTML + CSS amène à des documents essentiellement statiques. Nous avons vu que certains calculs peuvent être automatisés avec document.writeln. Nous regardons maintenant comment produire des documents de manière dynamique :

  • côté serveur : il est possible d'utiliser un langage comme PHP associé à une base de données SQL ;
  • côté client : ce sont les actions de l'utilisateur, puis la modification du document en fonction de ces actions et à l'aide de JavaScript, qui produisent une page web dynamique.

Dans cette section, nous nous intéressons aux événements déclenchés par l'utilisateur, la section suivante porte sur la modification du document.

Événements que l'on peut capturer avec JavaScript

Voici les principaux événements que nous allons pouvoir traiter.

  • onload : événements déclenchés à l'arrivée sur la page,
  • onunload : événements déclenchés au départ de la page,
  • onclick, onmousedown, onmouseup, onmousemove, onmouseover, onmouseout : événements associés aux clics et déplacements de la souris,
  • onkeypress, onkeydown, onkeyup : événements provoqués par l'appui d'une touche au clavier,
  • onsubmit, onchange : événements associés à la manipulation d'un formulaire par l'utilisateur.

Ces événements sont également des noms d'attributs HTML, le contenu de ces attributs sera du JavaScript. De manière générale, JavaScript permet d'associer une instruction JavaScript à chaque événement : soit l'appel à une fonction de base JavaScript, soit l'appel à l'une des nos propres procédures.

Fonctions JavaScript associables à une action de l'utilisateur

Nous venons de capturer un événement, il reste à lui associer une action, c'est-à-dire un code JavaScript à exécuter. Nous pourrons en particulier jouer sur les actions JavaScript suivantes :

  • alert ouvre une fenêtre avec un message donné,
  • modifier window.location pour aller vers une autre page,
  • document.write écrit un texte donné,
  • setTimeout et setInterval permettent respectivement de différer et de répéter une instruction ;
  • focus permet d'activer un élément de la page (comme la case à remplir obligatoirement dans un formulaire), blur de le désactiver.

Exemples :

// déclenchement d'une alerte immédiate (alert)
<button onclick="alert('Coucou !')">cliquez ici !<button>

// déclenchement d'une alerte dans une demi-seconde (setTimeout)
<button onclick="setTimeout('alert(\'Surprise !\')',500)">
cliquez ici !<button>

// répétition toutes les 5 secondes (setInterval)
var clock_id = setInterval('alert(\'hi hi !\');',5000);
...
clearInterval(clock_id); // fin de la répétition

Informations sur un événement capturé

Dans le cas particulier de la frappe d'une touche au clavier, l'événement peut être capturé et associé à l'une de nos fonctions gere_frappe comme suit :

<body onkeyup="gere_frappe(event);">

event est une variable qui décrit l'événement qui s'est produit, en particulier dans le cas d'une touche pressée au clavier, elle contient l'information nous permettant de connaître cette touche.

Dans le cas d'un caractère imprimable, il suffit d'utiliser event.key nous donne le caractère lui-même. Dans les autres cas, event.key fournit une chaîne de caractères correspondant à la touche pressée :

  • Delete et Backspace pour les suppressions,
  • Enter pour la touche entrée,
  • ArrowLeft, ArrowUp, ArrowRight, ArrowDown pour les flèches,
  • etc.

Enfin, dans le cas d'un clic à la souris dans la page, l'objet event nous fournit les coordonnées du pixel cliqué à travers event.pageX et event.pageY.

Modification du document : le modèle DOM en JavaScript

La seconde étape pour avoir du dynamique côté utilisateur, consiste à modifier le document à l'aide d'instructions JavaScript.

Généralités sur le « DOM »

Il faut savoir que les navigateurs ont en mémoire un modèle du document, c'est sur lui qu'il nous faut intervenir. Nous allons parler de DOM (Document Object Model), avec deux sens possibles :

  1. DOM désigne la structure d'arbre représentant le document et présente dans dans la mémoire du navigateur. Nous ne savons pas ce qu'est cette structure dans le détail, elle peut être différente selon les navigateurs et les langages de programmation utilisés. C'est pourtant cet arbre-document que nous voulons modifier.
  2. DOM est aussi une API (Application Programming Interface, ou interface de programmation) qui nous fournit les moyens d'interagir avec l'arbre-document. C'est une recommandation du W3C pour gérer le contenu de documents XML, HTML en particulier. Une telle API standardisée nous permet d'écrire des scripts indépendants des navigateurs, résistant aux modifications futures des navigateurs, et que nous pourrions aisément traduire dans d'autres langages que JavaScript implémentant cette API.

En résumé, DOM désigne à la fois l'objet que nous voulons modifier et la boite à outils qui va nous permettre de le faire.

Nous avons jusque là utilisé document.write pour insérer automatiquement du contenu. Savons-nous ce que fait subir exactement cette méthode au document ? Non, en particulier nous savons ni où s'ajoute le contenu produit dynamiquement, ni si nous pouvons réellement greffer un nouveau sous-arbre, ni enfin ce qui se produit si le code HTML ainsi ajouté n'est pas du XML valide. De plus, document.writeln ne permet ni d'accéder à la CSS, ni de supprimer une partie du contenu. Finalement, cette méthode n'est clairement pas la bonne pour modifier un document.

Avant, d'examiner les méthodes du DOM, considérons quelques exemples de modifications du document que nous voudrions être capables de réaliser dynamiquement :

  • rendre visible/invisible une partie du document,
  • modifier un élément de style de la page,
  • changer une image,
  • remplissage automatique de formulaires ou test de validité des données saisies dans un formulaire avant envoi au serveur,
  • etc.

Notons que, dans tous les cas, les identifiants HTML (attributs ID) vont jouer un rôle crucial pour repérer les nœuds de l'arbre.

On distingue souvent le DOM HTML (utilisant les propriétés propres au html comme l'existence d'identifiants ou de classes), du DOM XML (plus générique). Dans les exemples suivants, les deux sont mélangés.

// nous jouons avec les couleurs
document.fgColor = 'blue'
document.bgColor = 'red'

// nous changeons le texte d'une case de formulaire
document.form1.coul.value = 'rouge'

// curseur dans la case à remplir
document.form1.adresse.focus();
// le curseur quitte cette case
document.form1.adresse.blur();

// nous changeons une image
document.ecran.src=file;

// récupération d'un élément de la page...
e = document.getElementById('divcomment');
// ... nous le rendons invisible par modification CSS
e.style.visibility = 'hidden';

// pareil en une seule ligne
document.getElementById('divcomment').style.visibility = 'hidden';

// modification d'un attribut
document.getElementById('ecran').setAttribute(src,file);

// modification d'un attribut
e.setAttribute('style','color: #666699;');

// suppression d'un attribut
document.getElementById(bname).removeAttribute('disabled');

// ajout d'une branche à l'arbre DOM
t = document.createTextNode('coucou');
p = document.createElement('p');
p.appendChild(t);
e.appendChild(p);

// fils et nombre de fils d'un élément
e.childNodes
e.childNodes.length

// suppression du 1er fils
e.removeChild(e.childNodes[0]);

// autres opérations
replaceChild
insertBefore

Voir aussi innerHTML qui permet d'intégrer du code html dans un nœud de l'arbre, ce bout de html doit être bien formé.

L'objet canvas de HTML5 et JavaScript

Initialisations

Le canvas est un objet introduit dans html5 mais qui ne peut être manipulé que par JavaScript. Ensemble ils permettent du graphisme animé, par exemple pour programmer des jeux. En cela, le couple canvas+JavaScript a concurrencé, et finalement remplace, Flash qui auparavant permettait ces animations.

Côté HTML, nous allons introduire la balise <canvas>, vide de contenu, mais avec un identifiant et des dimensions.

<canvas id="world" width="..." height="..."></canvas>

Ajoutons que l'apparence du canvas (marges, bordures, etc.) peut être spécifiée en CSS.

Côté JavaScript, un code s'occupant du canvas commencera systématiquement par ces deux lignes :

canvas  = document.getElementById('world');
context = canvas.getContext('2d');

La première permet de récupérer l'objet canvas à partir de son identifiant. Avec la seconde, on obtient un objet que l'on place dans une variable context, lequel va nous permettre de dialoguer avec le canvas à travers des instructions deux dimensions (tracer un rectangle, un cercle, etc.). Il n'existe pas d'autre contexte que 2D !

Pour ces instructions de dessin en 2D, le canvas utilise un système de coordonnées dont l'origine (0,0) se trouve en haut à gauche.

Dessiner dans le canvas html5

Ci-dessous des exemples de traçage en couleur de différentes formes, de remplissage, de gommage, etc.

// changement de couleurs, de trait et de remplissage
context.strokeStyle = '#000';
context.fillStyle   = '#6F6';

// dessin de rectangle, un creux et un plein
context.strokeRect(x,y,largeur,hauteur);
context.fillRect(x,y,largeur,hauteur);

// forme générale pour un arc
context.arc(x,y,radius,startAngle,endAngle, clockwise);

// dessin d'un disque avec bord
context.beginPath();
context.arc(x,y,zoom,0,Math.PI*2,true);
context.closePath();
context.fill();
context.stroke();

// tracé de deux traits
context.beginPath();             
context.moveTo(80,250);
context.lineTo(90,250);
context.moveTo(110,250);
context.lineTo(120,250);
context.stroke();

// nettoyage d'une zone rectangulaire
context.clearRect(90,280,20,20);

// écriture de texte
context.fillStyle = 'black';
context.font = "bold 15px sans-serif";
context.fillText("-> coucou !",120,295);

Association d'un code JavaScript à un événement du canvas

À nouveau, il est possible d'associer une procédure JavaScript à un événement cette fois lié au canvas, ici un clic :

<canvas id="world" width="..." height="..." onclick="gere_clic(event)"></canvas>

Outre cette syntaxe html, il est possible d'associer un événement à une balise directement en JavaScript. Par exemple, pour associer une action JavaScript au clic sur le canvas, nous écrivons :

canvas.addEventListener("click", gere_clic);

Dans les deux cas, un clic à la souris dans le canvas déclenchera l'exécution de la procédure gere_clic (qu'il convient donc de définir). L'événement clic fournit les coordonnées du clic dans la fenêtre du navigation. Si l'on veut les coordonnées dans le canvas lui-même, il convient d'ôter les distances canvas aux bords du navigateur.

function gere_clic(e) {
  ...
  x = e.pageX - canvas.offsetLeft;
  y = e.pageY - canvas.offsetTop;
  ...
}

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Description

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Une photo au hasard

Tout près du Verdon.

Forcalquier.

(le 29 juin 2006)

Une fontaine.