第 1 章 - 程式入門
沒有程式，電腦只是一台垃圾而已！
程式是甚麼？
現代的電腦種類很多，除了最常見的桌上型電腦之外，像是一百元的那種計算機，每個人都有的手機，還有嵌入在冷氣微波爐裡的控制器等等，都算是一台電腦。
但是、這些電腦如果沒有程式在上面跑，那你絕對不會想要用它 (事實上是根本沒辦法用它)。
舉例而言，假如您買的電腦，上面沒有灌《作業系統或開機程式》 (像是 Windows, Linux, Mac OSX, Android, iOS) 的話，那麼這台電腦開機後，畫面上只會出現一片漆黑而已。
而這些《作業系統和開機程式》，都是電腦一開始啟動就需要執行的程式。
您看到的電腦，通常不是只有硬體，而是上面有跑程式的《軟體+硬體》所組成的一台完整機器。
所以、《程式很重要、程式很重要、程式很重要》，.....
如果你會寫程式，那麼你可以控制電腦！
如果你只會玩電動，那就只能被電腦控制！
如果你又會寫程式又會玩電動，而且還可以寫電動給自己玩，甚至改人家的電動程式，那麼就可以達到人機合一的《鋼鐵人境界》！
一小時學會圖像式程式設計
現在、就讓我們開始學習寫程式吧！
為了降低難度，我們先利用 code.org 裡的憤怒鳥遊戲，來學習撰寫《視覺化的程式設計》，請先看完下列影片！
然後開始做『Hour of Code』的練習。
以下是這個『Hour of Code』練習的第一個畫面！
我曾經在大學資工系的第一堂程式設計上，讓同學們進行上述『Hour of Code』練習，很多同學可以在兩個小時內破完這 20 關。
以下是第 15 關的解答畫面，殭屍成功的找到了向日葵！
如果您按下《顯示程式碼》，會看到以下的 JavaScript 程式，您將會發現其實自己已經學會寫程式了，只不過是採用圖像式的設計方法而已！
while (notFinished()) {
if (isPathRight()) {
turnRight();
}
if (isPathForward()) {
moveForward();
}
}
是不是很神奇呢？
但是、真正的程式設計師，通常不能只依靠上述那種《視覺化的設計方法》，而必須要有能力《寫程式》，這就是我們接下來要學的事情了！
JavaScript 程式語言
我們將學習一種稱為 JavaScript 的程式語言，這種語言早期被用在網頁裡寫一些《功能表》之類的顯示互動功能，但是自從 2009 年 node.js 出現之後，讓 JavaScript 開始往伺服器 server 端發展，現在已經成為非常重要的《網站程式開發語言》。
用 JavaScript 程式語言開發網站的好處是：《前後端都可以同樣的採用 JavaScript》這個語言，因此可以用一個語言打遍天下，而不像 Python, Ruby, Java 或 ASP.NET (C#, VB) 等語言需要在前端使用 JavaScript，後端還要學另一種語言。
而那種同時會寫《前端+後端》程式的人，通常被稱為《全堆疊工程師》(full stack engineer)。
Node.js 開發環境
Node.js 是 Ryan Dahl 基於 Google 的 V8 引擎於 2009 年釋出的一個 JavaScript 開發平台，主要聚焦於 Web 程式的開發，通常用被來寫網站。
但是、要開發網站就勢必要把「 HTML, CSS, Web」等等技術扯進來，這對那些單純想用 JavaScript 做為第一門語言的學習者而言，勢必是非常困擾的。有鑑於此，我們將撰寫一系列用 Node.js 學基礎 JavaScript 語法的文章，以便讓初學者也能透過 Node.js 這個環境學會 JavaScript 語言。
node.js 的安裝
您可以 node.js 的官方網站中下載並安裝此一開發環境，網址如下：
在筆者撰寫本書時， node.js 穩定版為 v4.4.4，而目前開發版本為 v6.1.0，筆者通常會選擇安裝《穩定版》(除非有最新功能的特殊需求，筆者才會選擇目前開發版)。
您可以下載後一直按下一步就可以安裝完成了。(筆者所使用的環境是 Windows 8，所以下載時會得到 windows 版的安裝檔，例如 node-v4.4.4-x64.msi 這樣的檔案)。
筆者在 Windows 8 中安裝完成之後，可以在應用程式區域找到 node.js 的相關程式。
在上圖中，我們點選了 node.js command prompt 啟動了一個命令列環境，然後用編輯器(我是用 notepad++) 寫了一個 hello.js 的程式如下。
檔案： hello.js
console.log("hello!");
我們將 hello.js 檔案放在 D:\jsbook\ 這個資料夾裏面，然後在 node.js command prompt 裡面用下列操作，
Your environment has been set up for using Node.js 5.1.0 (x64) and npm.
C:\Users\user>d:
D:\>cd jsbook
D:\jsbook>dir
磁碟區 D 中的磁碟是 Data
磁碟區序號: 9EBE-C367
D:\jsbook 的目錄
2016/07/02 上午 09:13 <DIR> .
2016/07/02 上午 09:13 <DIR> ..
2016/07/02 上午 09:13 22 hello.js
1 個檔案 22 位元組
2 個目錄 104,252,784,640 位元組可用
D:\jsbook>node hello.js
hello!
您會看到當我們用 node hello.js 這個指令執行該程式時，畫面中會出現該程式的執行結果，印出 hello! 訊息！
變數與指定
您也可以點選上圖中綠色圖示的 《node.js》交談環境，接著輸入一些簡單的指令，這個環境可以讓您很容易的與 node.js 互動，試驗一下 JavaScript 指令的執行結果。
要學習一個程式語言，通常必須從變數宣告開始，變數可以想像成用來存放一些值的容器。舉例而言，當我們寫下 x=5 的時候，就是在 x 這個變數裏，放入 5 這個數值，同樣的我們也可以設定變數 y 為 3。
為了學習這些慨念，請您打開《node.js》 交談環境這個綠色圖示的程式，然後輸入下列指令看看：
> x=5
5
> y=3
3
> x+y
8
> s="hello"
'hello'
> w=" world!"
' world!'
> s+w
'hello world!'
> x+w
'5 world!'
> x+y+w
'8 world!'
> 3+5*x-8
20
> y/x
0.6
>
您可以看到在上述操作中，我們宣告了 x,y,s,w 等變數，其中 x=3, y=5, s="hello", w=" world!" ，由於 x,y 都被指定為整數，因此可以進行加減乘除的運算，而 s,w 則被指定為字串，因此只能執行連接運算，在 JavaScript 中的字串連接也是採用加法符號 + 表示的。
Node.js 的交談操作
基本型態
JavaScript 的變數，可以是「數值 (Number)、字串 (String) 、布林 (Boolean) 、陣列 (Array) 或物件 (Object)」等型態，其中的陣列與物件是複合型態，其他三種為基本型態，以下是一些關於這些基本型態的操作指令。
> pi=3.14159
3.14159
> e=2.71828
2.71828
> 4*pi
12.56636
> score=70
70
> isPass=true
true
> typeof(score)
'number'
> typeof(pi)
'number'
> typeof(isPass)
'boolean'
> s="hello"
'hello'
> typeof(s)
'string'
>
循序性 1
在典型的程式中，指令是一個接著一個按順序執行的，先執行第一個、接下來執行第二個，.....
以下是示範指令循序執行的一個操作範例，您可以在命令列中啟動 node 後開始輸入這些指令。
$ node
> a=1
1
> a=a+1
2
> a=a+1
3
> a=a+1
4
> a=a+1
5
> a
5
在這裡，有些人會感到疑惑，因為 a=a+1 這個句子有點詭異。這個問題純粹是對 = 符號的誤解所產生的，請讀者注意，在 javascript 語言中，一個等號代表《指定》，兩個等號 == 才代表《判斷是否相等》。以下是我上課時學生發生的一個問題以及解答，在此列出給您參考！
疑問：學程式一開始對 x=x+1 這個句子的迷惑？
今天上大一第一門程式設計課，有位同學問了一個我遺忘了好久的問題。
程式裏的 x=x+1 是什麼意思呢？這樣不是應該不成立嗎？
後來我想起了自己剛學程式時也困惑了一陣子。
在數學裡，如果 x=x+1 的話，那麼整個數學系統就全面崩潰了。
這個方程式根本就沒有解。
但是在程式裏，假如 x 原本是 2 ，那麼 x=x+1 就是：
『把 x 中的 2 取出來之後，和 1 相加完得到結果為 3，再把 3 塞回去給 x』
於是 x 就變成了 3 。
這個問題往往發生在那些數學太好的同學身上，但是如果因此而讓他學不會程式，老師也沒有解釋的話，那就太冤枉了。
循序性 2
當然、這種指定運算可以進行各種指定，不是只能用來 +1 的，以下是更多的循序指定運算。
> a=1
1
> b=2
2
> c=a+b
3
> c=c+b
5
> c=c+a
6
兩變數交換 1
如果我們想要讓兩個變數互換過來，必須用幾個中介變數才能完成，以下我們就利用 t1, t2 兩個變數作為中介，將 x 和 y 互相交換！
> x=3; y=5
5
> x
3
> y
5
> t1=x; t2=y
5
> t1
3
> t2
5
> x=t2; y=t1
3
> x
5
> y
3
兩變數交換 2
上述交換我們用了兩個變數，但其實用一個變數也就夠了，只是邏輯上會變得比較難懂，讀者可能得逐步追蹤每個變數值的狀況，才能清楚的理解為何可以用一個變數就讓 x, y 交換過來！
> x=3; y=5
5
> x
3
> y
5
> t=x; x=y; y=t
3
> x
5
> y
3
加減乘除
現代電腦其實不過就是一部記憶體很大，速度又很快的《計算機》而已，既然是《計算機》，所做的事情也差不多就是《加減乘除》而已，您可以在 node 裡面進行這些《加減乘除》運算。
> i=1
1
> i=i+1
2
> i
2
> i++
2
> i
3
> i++
3
> i
4
> i++
4
> i
5
> a = 5
5
> a--
5
> a
4
> a--
4
> a
3
> a--
3
> a
2
> a=a-3
-1
> a
-1
> a=3*5+8/2
19
> b=4
4
> c=b*a
76
> d=a+b+c
99
> 33%8
1
> 33%10
3
> 33%9
6
> a=33%8
1
> a
1
> r=33%8
1
> d=33/8
4.125
> d*8
33
>
布林判斷
在上面的操作中，我們看到一個等號 = 代表指定，因此請讀者千萬不要和代表《相等判斷》的 == 符號給混淆了！
《相等判斷》可以用兩個等號 == ，也可以用三個等號 === 來代表，但這兩種相等有一點點不同，三個等號代表完全相等，也就是《變數值和型態》兩者都相等，但是兩個等號 == 代表《變數值經型態轉換後會相等》，因此 "3" == 3 會傳回 true，但是 "3"===3 則會傳回 false 。
C:\Users\user>node
> 3=5 // 請注意，一個等號代表《指定》，你不能指定常數 3 變成其他東西，只能指定變數，像是 x=5 ..
3=5
ReferenceError: Invalid left-hand side in assignment
at Object.exports.createScript (vm.js:24:10)
at REPLServer.defaultEval (repl.js:137:25)
at bound (domain.js:250:14)
at REPLServer.runBound [as eval] (domain.js:263:12)
at REPLServer. (repl.js:392:12)
at emitOne (events.js:82:20)
at REPLServer.emit (events.js:169:7)
at REPLServer.Interface._onLine (readline.js:210:10)
at REPLServer.Interface._line (readline.js:546:8)
at REPLServer.Interface._ttyWrite (readline.js:823:14)
> 3==5 // 兩個等號才代表《判斷》，由於 3 與 5 不相等，因此會輸出 false (假的，不是真的)
false
> 3===5
false
> 3=="3"
true
> 3==="3"
false
> x=3
3
> 3===x
true
> 3==x
true
> 3>3
false
> 3>=3
true
> true && true
true
> true && false
false
> false && false
false
> true || true
true
> false || true
true
> false || false
false
> (3>2) && (3>1)
true
> (3>2) && (3>4)
false
> (3>2) || (3>4)
true
> !(3>2)
false
> !(3>4)
true
> 3 != "3"
false
> 3 !== "3"
true
> !true
false
> !false
true
> "hello"=="hello"
true
> "hello"=="hi"
false
> true==true
true
> true==false
false
> true==(1>3)
false
亂數
有些時候，我們希望程式有點《隨機性》，這時候就可以引入《亂數》，在 javascript 語言 Math 函式庫裏的 random() 函數會傳回一個 0 到 1 之間的亂數，以下是該函數所產生的一系列亂數。
$ node
> Math.random()
0.6770120605360717
> Math.random()
0.42311601690016687
> Math.random()
0.8769011830445379
> Math.random()
0.48077693535014987
> Math.random()
0.5951373421121389
> Math.random()
0.2052019238471985
小結
在本章中，我們從 code.org 開始，學習了圖像式的程式設計方法，然後開始用 node.js 學習基本的 javascript 指令，逐步建立基礎的程式設計觀念。在下一章當中，我們將介紹 if, for, while 等流程控制語法的概念，開始學習如何寫 JavaScript 的程式。