JavaScript模板引擎原理,几行代码的事儿
2013-12-03 16:35 by BarretLee, 650 阅读, 6 评论, 收藏, 编辑
一、前言
什么是模板引擎,说的简单点,就是一个字符串中有几个变量待定。比如:
var tpl = 'Hei, my name is <%name%>, and I\'m <%age%> years old.';
通过模板引擎函数把数据塞进去,
var data = { "name": "Barret Lee", "age": "20" }; var result = tplEngine(tpl, data); //Hei, my name is Barret Lee, and I'm 20 years old.
那这玩意儿有什么作用呢?其实他就是一个预处理器(preprocessor),搞php开发的童鞋对Smarty必然是十分熟悉,Smarty是一个php模板引擎,tpl中待处理的字符通过数据匹配然后输出相应的html代码,加之比较给力的缓存技术,其速度和易用性是非常给力的!JS Template也是一样的,我们的数据库里保存着数以千万计的数据,而每一条数据都是通过同一种方式输入,就拿上面的例子来说,我们不可能在数据库里存几千条"Hei, my name...",而是只保存对应的name和age,通过模板输出结果。
JS模板引擎应该做哪些事情?看看下面一串代码:
var tpl = '<% for(var i = 0; i < this.posts.length; i++) {' +
'var post = posts[i]; %>' +
'<% if(!post.expert){ %>' +
'<span>post is null</span>' +
'<% } else { %>' +
'<a href="#"><% post.expert %> at <% post.time %></a>' +
'<% } %>' +
'<% } %>';
一个基本的模板引擎至少可以保证上面的代码可以正常解析。如送入的数据是:
var data = { "posts": [{ "expert": "content 1", "time": "yesterday" },{ "expert": "content 2", "time": "today" },{ "expert": "content 3", "time": "tomorrow" },{ "expert": "", "time": "eee" }] };
可以输出:
<a href="#">content 1 at yesterday</a> <a href="#">content 2 at today</a> <a href="#">content 3 at tomorrow</a> <span>post is null</span>
先戳这个demo看看。
下面就具体说说这个模板引擎的原理是啥样的。
二、JS模板引擎的实现原理
1.正则抠出要匹配的内容
针对这一串代码,通过正则获取内容
var tpl = 'Hei, my name is <%name%>, and I\'m <%age%> years old.'; var data = { "name": "Barret Lee", "age": "20" };
最简单的方式就是通过replace函数了:
var result = tpl.replace(/<%([^%>]+)?%>/g, function(s0, s1){ return data[s1]; });
通过正则替换,我们很轻松的拿到了result,你可以去试一试,他正式我们想要的结果。但是这里又有了一个问题,改一下data和tpl,
var tpl = 'Hei, my name is <%name%>, and I\'m <%info.age%> years old.'; var data = { "name": "Barret Lee", "info": { age": "20"} };
再用上面的方式去获取结果,呵呵,不行了吧~ 这里data["info.age"]本身就是undefined,所以我们需要换一种方式来处理这个问题,那就是将它转换成真正的JS代码。如:
return 'Hei, my name is ' + data.name + ', and I\'m ' + data.info.age' + ' years old.'
但是接着又有一个问题来了,当我们的代码中出现for循环和if的时候,上面的转换明显是不起作用的,如:
var tpl = 'Posts: ' +
'<% for(var i = 0; i < post.length; i++) {'+
'<a href="#"><% post[i].expert %></a>' +
'<% } %>'
如果继续采用上面的方式,得到的结果便是:
return 'Posts: ' + for(var i = 0; i < post.length; i++) { + '<a href="#">' + post[i].exper + '</a>' + }
这显然不是我们原因看到的,稍微观察一下上面的结构,如果可以返回一个这样的结果也挺不错哦:
'Posts: ' for(var i = 0; i < post.length; i++) { '<a href="#">' + post[i].exper + '</a>' }
但是我们需要得到的是一个字符串,而不是上面这样零散的片段,因此可以把这些东西装入数组中。
2.装入数组
var r = []; r.push('Posts: ' ); r.push(for(var i = 0; i < post.length; i++) {); r.push('<a href="#">'); r.push(post[i].exper); r.push('</a>'); r.push(});
有人看到上面的代码就要笑了,第三行和最后一行代码的逻辑明显是不正确的嘛,那肿么办呢?呵呵,很简单,不放进去就行了呗,
var r = []; r.push('Posts: ' ); for(var i = 0; i < post.length; i++) { r.push('<a href="#">'); r.push(post[i].exper); r.push('</a>'); }
这样的逻辑就十分完善了,不存在太多的漏洞,但是这个转化的过程是如何实现的?我们必须还是要写一个解析的模板函数出来。
3.分辨js逻辑部分
var r = []; tpl.replace(/<%([^%>]+)?%>/g, function(s0, s1){ //完蛋了,这里貌似又要回到上面那可笑的逻辑有错误的一步啦... 该怎么处理比较好? });
完蛋了,这里貌似又要回到上面那可笑的逻辑有错误的一步啦... 该怎么处理比较好?我们知道,JS给我们提供了构造函数的“类”,
var fn = new Function("data", "var r = []; for(var i in data){ r.push(data[i]); } return r.join(' ')"); fn({"name": "barretlee", "age": "20"}); // barretlee 20
知道了这个就好办了,我们可以把逻辑部分和非逻辑部分的代码链接成一个字符串,然后利用类似fn的函数直接编译代码。而/<%([^%>]+)?%>/g
,这一个正则只能把逻辑部分匹配出来,要想把所有的代码都组合到一起,必须还得匹配非逻辑部分代码。replace函数虽然很强大,他也可以完成这个任务,但是实现的逻辑比较晦涩,所以我们换另外一种方式来处理。
先看一个简单的例子:
var reg = /<%([^%>]+)?%>/g; var tpl = 'Hei, my name is <%name%>, and I\'m <%age%> years old.'; var match = reg.exec(tpl); console.log(match);
看到的是:
[ 0: "<%name%>", 1: name, index: 16, input: "Hei, my name is <%name%>, and I'm <%age%> years old." length: 2 ]
这。。。我们可是想得到所有的匹配啊,他竟然只获取了name而忽略了后面的age,好吧,对正则稍微熟悉点的童鞋一定会知道应该这样处理:
var reg = /<%([^%>]+)?%>/g; while(match = reg.exec(tpl)) { console.log(match); }
关于正则表达式的内容就不在这里细说了,有兴趣的同学可以多去了解下match,exec,search等正则的相关函数。这里主要是靠match的index属性来定位遍历位置,然后利用while循环获取所有的内容。
4.引擎函数
所以我们的引擎函数雏形差不多就出来了:
var tplEngine = function(tpl, data){ var reg = /<%([^%>]+)?%>/g, code = 'var r=[];\n', cursor = 0; //主要的作用是定位代码最后一截 var add = function(line) { code += 'r.push("' + line.replace(/"/g, '\\"') + '");\n'; }; while(match = reg.exec(tpl)) { add(tpl.slice(cursor, match.index)); //添加非逻辑部分 add(match[1]); //添加逻辑部分 match[0] = "<%" + match[1] + "%>"; cursor = match.index + match[0].length; } add(tpl.substr(cursor, tpl.length - cursor)); //代码的最后一截 如:" years old." code += 'return r.join("");'; // 返回结果,在这里我们就拿到了装入数组后的代码 console.log(code); return tpl; };
这样一来,测试一个小demo:
var tpl = '<% for(var i = 0; i < this.posts.length; i++) {' + 'var post = posts[i]; %>' + '<% if(!post.expert){ %>' + '<span>post is null</span>' + '<% } else { %>' + '<a href="#"><% post.expert %> at <% post.time %></a>' + '<% } %>' + '<% } %>'; tplEngine(tpl, data);
返回的结果让人很满意:
var r=[]; r.push(""); r.push(" for(var i = 0; i < this.posts.length; i++) {var post = posts[i]; "); r.push(""); r.push(" if(!post.expert){ "); r.push("<span>post is null</span>"); r.push(" } else { "); r.push("<a href=\"#\">"); r.push(" post.expert "); r.push(" at "); r.push(" post.time "); r.push("</a>"); r.push(" } "); r.push(""); r.push(" } "); r.push(""); return r.join("");
不过我们并需要for,if,switch等这些东西也push到r数组中去,所以呢,还得改善下上面的代码,如果在line中发现了包含js逻辑的代码,我们就不应该让他进门:
regOut = /(^( )?(if|for|else|switch|case|break|{|}))(.*)?/g; var add = function(line, js) { js? code += line.match(regOut) ? line + '\n' : 'r.push(' + line + ');\n' : code += 'r.push("' + line.replace(/"/g, '\\"') + '");\n'; };
所以我们只剩下最后一步工作了,把data扔进去!
5.把data扔进去
没有比完成这东西更简单的事情啦,通过上面对Function这个函数的讲解,大家应该也知道怎么做了。
return new Function(code).apply(data);
使用apply的作用就是让code中的一些变量作用域绑定到data上,不然作用域就会跑到global上,这样得到的数据索引就会出问题啦~ 当然我们可以再优化一下:
return new Function(code.replace(/[\r\t\n]/g, '')).apply(data);
把回车换行以及tab键都给匹配掉,让代码更加干净一点。那么最终的代码就是:
var tplEngine = function(tpl, data) { var reg = /<%([^%>]+)?%>/g, regOut = /(^( )?(if|for|else|switch|case|break|{|}))(.*)?/g, code = 'var r=[];\n', cursor = 0; var add = function(line, js) { js? (code += line.match(regOut) ? line + '\n' : 'r.push(' + line + ');\n') : (code += line != '' ? 'r.push("' + line.replace(/"/g, '\\"') + '");\n' : ''); return add; } while(match = reg.exec(tpl)) { add(tpl.slice(cursor, match.index))(match[1], true); cursor = match.index + match[0].length; } add(tpl.substr(cursor, tpl.length - cursor)); code += 'return r.join("");'; return new Function(code.replace(/[\r\t\n]/g, '')).apply(data); };
三、应用场景
毕竟是前端代码,所以写出来是要为前端服务的,平时我们处理的一般是一个html的模板,通常的情况下,模板代码是放在script标签或者textarea中,所以首先是要获取到这里头的东西,然后再来做解析。
var barretTpl = function(str, data) { //获取元素 var element = document.getElementById(str); if (element) { //textarea或input则取value,其它情况取innerHTML var html = /^(textarea|input)$/i.test(element.nodeName) ? element.value : element.innerHTML; return tplEngine(html, data); } else { //是模板字符串,则生成一个函数 //如果直接传入字符串作为模板,则可能变化过多,因此不考虑缓存 return tplEngine(str, data); } var tplEngine = function(tpl, data) { // content above }; };
这样一来就更加简单了,使用方式就是 barretTpl(str, data)
, 这里的str可以是模板代码,也可以是一个DOM元素的id~ 可以看看这两段代码:https://gist.github.com/barretlee/7765698, https://gist.github.com/barretlee/7765587
也可以直接戳这个demo。
四、优化以及功能拓展
总共就三四十行代码,完成的东西肯定是一个简洁版的,不过对于一个简单的页面而言,这几行代码已经足够使用了,如果还想对他做优化,可以从这几个方面考虑:
- 优化获取的模板代码,比如去掉行尾空格等
- 符号转义,如果我们想输出
<span>hehe</span>
类似这样的源代码,在push之前必须进行转义 - 代码缓存,如果一个模板会经常使用,可以将它用一个数组缓存在barretTpl闭包内
- 用户自己设置分隔符
五、参考资料
[1] http://tech.pro/tutorial/1743/javascript-template-engine-in-just-20-lines Krasimir Tsonev
[2] http://tangram.baidu.com/BaiduTemplate/ JS template
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