JavaScript学习笔记 - API篇

这是我学习JavaScript的第二篇文章,在第一篇文章中,重点介绍了JavaScript的基本语法和一些规范,而在本篇中则着重介绍HTML、CSS和DOM的一些API接口,基于事件相应的相关GUI编程范式。本文的最后亦介绍了Ajax——异步JavaScript和XML编程技术,这种技术被设计用来在不重载页面情况下进行数据更新,本文介绍了XHR和fetch两种操作方法。

2 JavaScript客户端API

JavaScript客户端API大致分为浏览器提供的API和第三方API,其中浏览器提供的API又分为和服务器交互的Fetch/XHR API、基于浏览器窗口的Notification API和Web Storage API(IndexedDB)以及基于文档的DOM和Canvas、webGL、Audio、Media等操纵文档结构的API。

所有的API都是基于对象的,并且提供了一个入口,比如DOM的入口在document,你可以通过document.attr来进行各种接口调用。比如窗口的入口在window,你可以通过window.innerWidth()调用浏览器窗口大小等。所有的API都使用事件处理状态的变化,比如对于window而言,window.onresize = function(){}可以在窗口大小发生变化时进行操作和相应。基于对象、提供入口、使用事件处理状态变化,这是JS客户端API的三大特点。

Web浏览器的组成部分

其一是Navigator,其存储着用户的状态和标识,比如是否允许位置、相机、文件、通知的使用。其二是Window,也就是浏览器窗口,在这里JS API进行数据离线存储(IndexedDB)以及event handler事件相应,而在Window内部的就是document,也就是文档,这里是DOM、各种绘图、视频展示和播放的区域。

2.1 DOM简介

2.1.1 HTML

欲了解和在线测试HTML更多细节,请访问官方文档:https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/learn/HTML/Introduction_to_HTML

Document-Object-Model,简称为DOM。其将HTML、CSS和JavaScript结合起来了。

对于HTML来说,其组成元素为一个树状结构,比如:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8" />
<title>getElementsByTagName example</title>
<script>
    function getAllParaElems(){
        var iobj = document.getElementsByTagName('p');
        var len = iobj.length;
        alert("there is "+len+" p");
    }
</script>
<script src="main.js"></script>
</head> 
<body style="border: solid rgb(36, 204, 36) 3px">
<p title="aaa">Some outer text</p>
<p title="222">Some outer text</p>      

<div id="div1" style="border: solid blue 3px">
    <p>Some div1 text</p>
    <p>Some div1 text</p>
    <p>Some div1 text</p>     
</div>

<p>Some outer text</p>
<p>Some outer text</p>

<button onclick="div2ParaElems();">
    show all p elements in div2 element</button>
        
</body>
</html>

其中,对于任意标签来说:

<p title="XXX" class="233" id="666">YYY</p>

其中,p为元素节点,这些元素是嵌套的,比如html为根元素,而嵌套在里面的有两个次级元素,分别是head和body,p为次次级嵌套元素。对于一个标签来说,至少要有一个元素节点组成,元素可以有属性,称之为属性节点,其包含在元素标签前半段内,最后半段的标签用来说明元素的终止,划分其范围。YYY称之为文本节点,其会显示在页面上。

有两个特殊的属性节点称之为class和id,其被设计用来标识和选择节点。

2.1.2 CSS

欲了解和在线测试CSS样式表的更多内容,请访问官方文档:https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Learn/CSS/Introduction_to_CSS

CSS是样式表Customer Style Sheet的简称,其用来处理HTML各节点元素的表达,比如颜色、形状、动画、字体、位置等。CSS类似于JS的语法,如下:

h1 {
    font-size: 2.6rem;
}

p {
    font-size: 1.4rem;
    color: red;
    font-family: Helvetica, Arial, sans-serif;
}

不过,和JS语法不同,其字段的属性不需要为特定类型,但分号表示断行,大括号表示区域划分还是一样的。

可以使用 #id 和 .class 来根据属性节点的id/class快速提取节点文本。

2.1.3 JavaScript

对于JS来说,其内涵了document这个Object实例,可以操纵HTML页面的元素,一些常用的函数及方法如下:

document.getElementById("id"); // 根据ID来选择文档中的元素
document.getElementsByTagName("p"); //根据元素名称来选择,比如p段落,h1一级标题等。
document.getElementsByClassName("class_name"); //根据class名称选择元素。

对于上述选择到的Element节点,使用.getAttribute()方法来进行属性的值的提取,也可以使用.setAttribute()方法来对其属性进行设置。需要注意,因为document已经加载,但是这个方法亦然更改了元素属性,这表示文档是动态变化的,这赋予了网页丰富交互的能力。

2.1.4 基本的DOM操作

基本的DOM操作包括元素的选取、新建、更新、移动、复制和删除。

对于选取而言,一般只推荐使用querySelector(“css selector exp”)这个来进行元素的选择,对于上面提供的三种方法属于较为老旧的浏览器API,因此并不推荐,除非你的程序有兼容性考虑。

1、对于新建而言,使用 document.createElement() 是个不错的选择。

2、对于修改而言:

  • 如果是将一个存在的节点移动到某个其他节点之内,可以使用 node.appendChild(exist Node)

  • 对于需要在节点内添加文本则可以使用 node.textContent = 来赋值一个字符串,也可以使用 document.createTextNode() 来添加文本。

    liitem.textContent = item; liitem.appendChild(document.createTextNode(item)); // 这两个是等效的

  • 对于需要在此节点添加新节点,可以使用 node.appendChild(new Node)

  • 对于节点属性的修改和添加,可以使用 node.setAttribute("attr name","attr value")

  • 删除子节点可以使用 node.removeChild(),如果要删除自身,使用 node.parentNode.removeChild() 即可。

3、对于复制而言,可以使用 document.cloneNode()

注意:一般来说,JS脚本一般在HTML文档最后加载,因为这可以首先展示网页内容,提高响应速度。其次,很多时候,必须文档加载完毕后我们才可以对其内容,节点进行操作,否则首先执行脚本,而文档还没有加载出来的时候,是无法提取document任何元素的。

JS文档在HTML文档中的位置有三种

内部的JS如下所示:

<script>

// JavaScript goes here

</script>

外部的JS如下所示:

<script src="script.js"></script>

内联的JS如下所示:

function createParagraph() {
    var para = document.createElement('p');
    para.textContent = 'You clicked the button!';
    document.body.appendChild(para);
}

<button onclick="createParagraph()">Click me!</button>

内联是一个坏主意,而且它还不高效——你会需要在每个想要 JavaScript 应用到的按钮上包含 onclick=”createParagraph()” 属性。相反,你可以使用内/外部JS动态修改属性:使用一个纯 JavaScript 结构允许你使用一个指令来选取所有的按钮:

var buttons = document.querySelectorAll('button');

for(var i = 0; i < buttons.length ; i++) {
buttons[i].addEventListener('click', createParagraph);
}


2.2 事件

2.2.1 HTML对象的事件

JavaScript事件中,作为前端最为重要的是浏览器定义的Event API,这些因浏览器引擎支持不同而不同。还有一类像是Vue.js,其作为服务器后端定义了事件的API。事件API是用户和DOM进行交互的产物,一些常见的API如下:

对于一个HTML页面上的按钮而言:

<button class="btn1">Press Me</button>

<script>
    var btn1 = document.querySelector(".btn1");
    btn1.onclick = function(event) {
        do something;
        console.log(event);
        console.log(event.target);
    }
    btn2.addEventListener("click",function) // 这种方法也可以,但是function不能加括号。
    btn2.removeEvent... // 可以删除事件连接

</script>

btn1.onlick 表示按下按钮的事件,传入此lambda函数后,当浏览器检测到按下按钮时会执行函数内容。除此之外,还有鼠标按下、移入(onmouseover)、移出(onmouseleave/out)、聚焦(onfocus)、失去焦点(onblur)、双击(ondblclick)等事件。此外,window这个对象也有一些事件,其中最常用的是键盘按下(onkeydown)、抬起(onkeyup)的事件。这些事件都是浏览器API定义的。

此外,对于同一个对象的一种事件定义多个函数的话,其只会执行最后一个函数,前面的赋值都会被复写掉,比如:

btn1.onclick = function1;

btn1.onclick = function2;

btn1.onfocus = function3;
// 只有最后两句会被执行

最后,btn.event 后面可以接上匿名函数,也可以接上一个定义过的函数,但是这个之前定义的函数不能加括号,否则会被立刻执行,如果有参数,则需要嵌套一个匿名函数执行。

var function2(*args) = {};

btn1.onclick = function2(*args); // 错误示范

btn1.addEventListener("click",function2(*args)) // 错误示范

btn1.onclick = function(){function2(*args)} ; // 正确示范

btn1.addEventListener("click",function(){function2(*args)}) //正确示范

2.2.2 Event对象和应用

注意到,在上述例子中,function有一个叫做 event 的参数,其也可以写成 “e” ,类似于Python Qt 中的 def CloseEvent(event): 声明。当事件被捕获后,其会将这个事件的各种参数传递到这个函数中,存在于event这个变量中,这个变量是一个对象,你可以在控制台查看它的详细信息。

这些event的属性中,最有用的是event.target属性,其表示了事件来自的对象,你可以对其各种属性,比如id、title、textContent进行操作。比如设置: event.target.style = {} 。事件可以中断,使用 e.preventDefault 进行中断,典型应用就是用户名密码检查,如果不符合格式就不进行Submit。

最后介绍一下现代浏览器的Event Capturing 和Event Bubbling流程,对于前者,浏览器从HTML root标签开始遍历查找event类型,比如我们声明的”onclick”事件在一个三级结构中:

<html>
    <div onclick>
        <video onclick> </video>
    </div>
</html>

这个问题在于,当我们点击视频的时候,会自动触发套在其上的div标签,因此这两个标签:div和video很难选择。当代浏览器在查找event的时候是从html标签开始向内查找,一直找到所有的onclick事件为止。接着是Event Bubbling过程,如果浏览器有一个onclick事件被触发,则从内向外进行相应,也就是从video标签到div标签进行相应,如果视频在播放,这时候点击,视频标签会被选中,然后才是div标签,这就对这两个嵌套标签的相同事件进行了区分。

对于较老的浏览器,比如IE,可以使用 e.stopPropagation() 进行处理。

这为我们提供了一个很绝妙的操作:当一个<ul>标签嵌套<li>标签时,只需要对ul进行事件的定义,而使用 event.target.nodeName === "LI" 进行子节点的判断,就可以对子节点进行操作。

2.3 异步JavaScript和XML技术

通常Ajax指的是异步JavaScript和XML技术,这项技术可以在不重新加载页面的情况下,使用JavaScript和XML更新页面的部分内容。早期使用的方法是XMLHTTPRequest,主要操作格式为XML,现在则主要操作JSON格式数据文件。现代浏览器支持fetch方法来进行数据请求和页面加载, 其已经超出Ajax的定义,但广义上,还是使用Ajax指代这种不通过重载页面就进行内容更新的技术。

2.3.1 XMLHTTPRequest

使用XHR(XMLHTTPRequest)进行操作的主要步骤如下:

var r = new XMLHTTPRequest(); var url = "http://info.mazhangjing.com/vrl/data.json"; r.open("GET",url); r.responsetype = "json";
r.onload = function () { // do something here;}; r.send();

可以看到,XHR是一个构造函数,需要进行对象的创建,然后赋予其方法、URI地址、请求格式、相应后的事件操作函数以及相应请求。

2.3.2 Fetch HTTP管道

作为替代的现代版本XHR是fetch() HTTP管道。这个函数通过接受一个Request对象,然后返回一个Promise。

var myImage = document.querySelector('img');

fetch('flowers.jpg') //接受一个Request对象,包括地址、方法以及头部等,可以直接写地址,默认GET方法。

.then(function(response) { //then类似于管道,其接受Promise通过then解析后生成的Response对象
    // 在这里可以定义函数对Response对象进行处理,一般用来检查是否返回成功以及返回对应格式内容。
    if (response.ok) {return response.blob();}})

.then(function(myBlob) { //then将上一个函数返回的Promise(Body)作为myBlob输入,添加到DOM树中。
    var objectURL = URL.createObjectURL(myBlob);
    myImage.src = objectURL;
});

当然,也可以直接在第二个then的函数中进行所有处理,使用什么写法取决于个人喜好,更新的例子添加了错误处理和Request构造。

var myImage = document.querySelector('img');

// 你可以声明一个header对象,以及添加方法、头部、Data到Request中。
var myHeaders = new Headers('Content-Type': 'application/json');  
var data = {username: 'example'};
var myInit = { method: 'GET',
            headers: myHeaders,
            data: JSON.stringify(data),
            mode: 'cors',
            cache: 'default' };

fetch('flowers.jpg', myInit) 
// 这里也可以写成 var myRequest = new Request('flowers.jpg', myInit); fetch(myRequest)...
// Request的两个参数分别是Info和Init,即地址和一些设置项的对象/字典。
.then(function(response) {
    if (response.ok) {
        response.blob().then( 
            //res.blob返回的是Promise的body,需要经过then方法处理后才可转换成为body。
            function(myBlob) {
            var objectURL = URL.createObjectURL(myBlob);
            myImage.src = objectURL;}
        )
    throw new Error('Network response was not ok.');};



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参考书籍:

《JavaScript语言精粹》,Douglas Crockford, 电子工业出版社

《JavaScript DOM编程艺术》

Mozilla开发者中心-教程

Mozilla开发者中心-指南

Mozilla开发者中心-参考手册

更新日志:

2018年2月10日 完成谋智的JS入门手册中函数/事件部分学习,完成了一个简要图库的设计,更新了这部分的文档。我发现Event这东西和Qt的信号/槽机制模型非常类似,因此学习起来也不太困难。最后,我发现WebStorm和PyCharm对于语法补全和检查的功能太棒了,所以正全面转向IDE(写作此文时正在使用VS Code)。

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