underscore 系列之实现一个模板引擎(上)

[mqyqingfeng]

前言

underscore 提供了模板引擎的功能，举个例子：

var tpl = "hello: <%= name %>";

var compiled = _.template(tpl);
compiled({name: 'Kevin'}); // "hello: Kevin"

感觉好像没有什么强大的地方，再来举个例子：

在 HTML 文件中：

<ul id="name_list"></ul>

<script type="text/html" id="user_tmpl">
    <%for ( var i = 0; i < users.length; i++ ) { %>
        <li>
            <a href="<%=users[i].url%>">
                <%=users[i].name%>
            </a>
        </li>
    <% } %>
</script>

JavaScript 文件中：

var container = document.getElementById("name_list");

var data = {
    users: [
        { "name": "Kevin", "url": "http://localhost" },
        { "name": "Daisy", "url": "http://localhost" },
        { "name": "Kelly", "url": "http://localhost" }
    ]
}
var precompile = _.template(document.getElementById("user_tmpl").innerHTML);
var html = precompile(data);

container.innerHTML = html;

效果为：

那么该如何实现这样一个 _.template 函数呢？

实现思路

underscore 的 template 函数参考了 jQuery 的作者 John Resig 在 2008 年发表的一篇文章 JavaScript Micro-Templating，我们先从这篇文章的思路出发，思考一下如何写一个简单的模板引擎。

依然是以这段模板字符串为例：

<%for ( var i = 0; i < users.length; i++ ) { %>
    <li>
        <a href="<%=users[i].url%>">
            <%=users[i].name%>
        </a>
    </li>
<% } %>

John Resig 的思路是将这段代码转换为这样一段程序：

// 模拟数据
var users = [{"name": "Kevin", "url": "http://localhost"}];

var p = [];
for (var i = 0; i < users.length; i++) {
    p.push('<li><a href="');
    p.push(users[i].url);
    p.push('">');
    p.push(users[i].name);
    p.push('</a></li>');
}

// 最后 join 一下就可以得到最终拼接好的模板字符串
console.log(p.join('')) // <li><a href="http://localhost">Kevin</a></li>

我们注意，模板其实是一段字符串，我们怎么根据一段字符串生成一段代码呢？很容易就想到用 eval，那我们就先用 eval 吧。

然后我们会发现，为了转换成这样一段代码，我们需要将<%xxx%>转换为 xxx，其实就是去掉包裹的符号，还要将 <%=xxx%>转化成 p.push(xxx)，这些都可以用正则实现，但是我们还需要写 p.push('<li><a href="'); 、p.push('">');呐，这些该如何实现呢？

那我们换个思路，依然是用正则，但是我们

1. 将 %> 替换成 p.push('
2. 将 <% 替换成 ');
3. 将 <%=xxx%> 替换成 ');p.push(xxx);p.push('

我们来举个例子：

<%for ( var i = 0; i < users.length; i++ ) { %>
    <li>
        <a href="<%=users[i].url%>">
            <%=users[i].name%>
        </a>
    </li>
<% } %>

按照这个替换规则会被替换为：

');for ( var i = 0; i < users.length; i++ ) { p.push('
    <li>
        <a href="');p.push(users[i].url);p.push('">
            ');p.push(users[i].name);p.push('
        </a>
    </li>
'); } p.push('

这样肯定会报错，毕竟代码都没有写全，我们在首和尾加上部分代码，变成：

// 添加的首部代码
var p = []; p.push('

');for ( var i = 0; i < users.length; i++ ) { p.push('
    <li>
        <a href="');p.push(users[i].url);p.push('">
            ');p.push(users[i].name);p.push('
        </a>
    </li>
'); } p.push('

// 添加的尾部代码
');

我们整理下这段代码：

var p = []; p.push('');
for ( var i = 0; i < users.length; i++ ) { 
    p.push('<li><a href="');
    p.push(users[i].url);
    p.push('">');
    p.push(users[i].name);
    p.push('</a></li>'); 
}
    p.push('');

恰好可以实现这个功能，不过还要注意一点，要将换行符替换成空格，防止解析成代码的时候报错，不过在这里为了方便理解原理，就只在代码里实现。

第一版

我们来尝试实现第一版：

// 第一版
function tmpl(str, data) {
    var str = document.getElementById(str).innerHTML;

    var string = "var p = []; p.push('" +
    str
    .replace(/[\r\t\n]/g, "")
    .replace(/<%=(.*?)%>/g, "');p.push($1);p.push('")
    .replace(/<%/g, "');")
    .replace(/%>/g,"p.push('")
    + "');"

    eval(string)

    return p.join('');
};

为了验证是否有用：

HTML 文件：

<script type="text/html" id="user_tmpl">
    <%for ( var i = 0; i < users.length; i++ ) { %>
        <li>
            <a href="<%=users[i].url%>">
                <%=users[i].name%>
            </a>
        </li>
    <% } %>
</script>

JavaScript 文件：

var users = [
    { "name": "Byron", "url": "http://localhost" },
    { "name": "Casper", "url": "http://localhost" },
    { "name": "Frank", "url": "http://localhost" }
]
tmpl("user_tmpl", users)

完整的 Demo 可以查看 template 示例一

Function

在这里我们使用了 eval ，实际上 John Resig 在文章中使用的是 Function 构造函数。

Function 构造函数创建一个新的 Function 对象。 在 JavaScript 中, 每个函数实际上都是一个 Function 对象。

使用方法为：

new Function ([arg1[, arg2[, ...argN]],] functionBody)

arg1, arg2, ... argN 表示函数用到的参数，functionBody 表示一个含有包括函数定义的 JavaScript 语句的字符串。

举个例子：

var adder = new Function("a", "b", "return a + b");

adder(2, 6); // 8

那么 John Resig 到底是如何实现的呢？

第二版

使用 Function 构造函数：

// 第二版
function tmpl(str, data) {
    var str = document.getElementById(str).innerHTML;

    var fn = new Function("obj",

    "var p = []; p.push('" +

    str
    .replace(/[\r\t\n]/g, "")
    .replace(/<%=(.*?)%>/g, "');p.push($1);p.push('")
    .replace(/<%/g, "');")
    .replace(/%>/g,"p.push('")
    + "');return p.join('');");

    return fn(data);
};

使用方法依然跟第一版相同，具体 Demo 可以查看 template 示例二

不过值得注意的是：其实 tmpl 函数没有必要传入 data 参数，也没有必要在最后 return 的时候，传入 data 参数，即使你把这两个参数都去掉，代码还是可以正常执行的。

这是因为:

使用Function构造器生成的函数，并不会在创建它们的上下文中创建闭包；它们一般在全局作用域中被创建。当运行这些函数的时候，它们只能访问自己的本地变量和全局变量，不能访问Function构造器被调用生成的上下文的作用域。这和使用带有函数表达式代码的 eval 不同。

这里之所以依然传入了 data 参数，是为了下一版做准备。

with

现在有一个小问题，就是实际上我们传入的数据结构可能比较复杂，比如：

var data = {
    status: 200,
    name: 'kevin',
    friends: [...]
}

如果我们将这个数据结构传入 tmpl 函数中，在模板字符串中，如果要用到某个数据，总是需要使用 data.name、data.friends 的形式来获取，麻烦就麻烦在我想直接使用 name、friends 等变量，而不是繁琐的使用 data. 来获取。

这又该如何实现的呢？答案是 with。

with 语句可以扩展一个语句的作用域链(scope chain)。当需要多次访问一个对象的时候，可以使用 with 做简化。比如：

var hostName = location.hostname;
var url = location.href;

// 使用 with
with(location){
    var hostname = hostname;
    var url = href;
}

function Person(){
    this.name = 'Kevin';
    this.age = '18';
}

var person = new Person();

with(person) {
    console.log('my name is ' + name + ', age is ' + age + '.')
}
// my name is Kevin, age is 18.

最后：不建议使用 with 语句，因为它可能是混淆错误和兼容性问题的根源，除此之外，也会造成性能低下

第三版

使用 with ，我们再写一版代码：

// 第三版
function tmpl(str, data) {
    var str = document.getElementById(str).innerHTML;

    var fn = new Function("obj",

    // 其实就是这里多添加了一句 with(obj){...}
    "var p = []; with(obj){p.push('" +

    str
    .replace(/[\r\t\n]/g, "")
    .replace(/<%=(.*?)%>/g, "');p.push($1);p.push('")
    .replace(/<%/g, "');")
    .replace(/%>/g,"p.push('")
    + "');}return p.join('');");

    return fn(data);
};

具体 Demo 可以查看 template 示例三

第四版

如果我们的模板不变，数据却发生了变化，如果使用我们的之前写的 tmpl 函数，每次都会 new Function，这其实是没有必要的，如果我们能在使用 tmpl 的时候，返回一个函数，然后使用该函数，传入不同的数据，只根据数据不同渲染不同的 html 字符串，就可以避免这种无谓的损失。

// 第四版
function tmpl(str, data) {
    var str = document.getElementById(str).innerHTML;

    var fn = new Function("obj",

    "var p = []; with(obj){p.push('" +

    str
    .replace(/[\r\t\n]/g, "")
    .replace(/<%=(.*?)%>/g, "');p.push($1);p.push('")
    .replace(/<%/g, "');")
    .replace(/%>/g,"p.push('")
    + "');}return p.join('');");

    var template = function(data) {
        return fn.call(this, data)
    }
    return template;
};

// 使用时
var compiled = tmpl("user_tmpl");
results.innerHTML = compiled(data);

具体 Demo 可以查看 template 示例四

下期预告

至此，我们已经跟着 jQuery 的作者 John Resig 实现了一个简单的模板引擎，虽然 underscore 基于这个思路实现，但是功能强大，相对的，代码也更加复杂一下，下一篇，我们一起去分析 underscore 的 template 函数实现。

underscore 系列

underscore 系列目录地址：https://github.com/mqyqingfeng/Blog。

underscore 系列预计写八篇左右，重点介绍 underscore 中的代码架构、链式调用、内部函数、模板引擎等内容，旨在帮助大家阅读源码，以及写出自己的 undercore。

如果有错误或者不严谨的地方，请务必给予指正，十分感谢。如果喜欢或者有所启发，欢迎 star，对作者也是一种鼓励。

[mqyqingfeng]

留作日志更新

[liuxinqiong]

今天面试被虐的好惨，和我谈工程学，谈源码，去年毕业的我，都被搞的没信心了

[mqyqingfeng]

@liuxinqiong 一年的时候面这个确实太难了点啦，而且面试本身也是一种双向选择，就算没有面上也不一定就是自己的损失，有可能是这家公司错过了一个有潜力的少年~ 不要气馁，以此为动力，日后还要华山论剑呢~

[ghost]

写完这个系列，后面还打算写什么吗？如果能写一个怎么封装js，如何写库的教程就好了，感觉肯定是独一无二的！

[mqyqingfeng]

@xjh776 写完这个系列，会写 ES6 系列，写完 ES6 系列，会写 React 系列。封装 JS 的话，可以参考这个系列的第一篇，underscore 系列之如何写自己的 underscore，因为第一篇是讲了 underscore 的代码组织方式，其中的代码就可以帮助我们用来封装库。

此外还不知道你说的库是不是指像实现轮播图、拖拽之类的库，如果是这种的话，未来如果写 DOM 系列，应该就会讲到各种效果的实战，如果你等不及的话，可以参考 https://github.com/mqyqingfeng/Wheels 这个仓库中各种效果的实现代码~~

[jawil]

快过年了，有什么打算没？🤔 @mqyqingfeng

[mqyqingfeng]

@jawil 最近阿里招人好猛呀~ 打算就是安心过年~ 提前祝@jawil 新年快乐~ 😀

[jawil]

@mqyqingfeng 😂 我们部门20+的 HeadCount，顺便插播广告，有意向的简历可以发我 GitHub 邮箱，逃：），也提前祝 @mqyqingfeng以及所有的 GayHub 的朋友 新年快乐~ 😀

[ghost]

@mqyqingfeng 谢谢，其实是想知道如何编写框架，dom库的话，感觉很容易写，你写得那些库我大概都看了下，很标准，模式都很统一，你应该看了很多源码吧

[yangfan3211]

大大，不打算写写ramda函数式编程么😄

[mqyqingfeng]

@yangfan1992 函数式编程的内容很多，而且自己也没有怎么在项目中应用过函数式编程，现在能讲的也就只有 柯里化 和 函数组合 这种非常基础的内容，更深入的内容至少要一两年以后啦……当然，如果那个时候我依然坚持写文章的话 😀

[mqyqingfeng]

@xjh776 如何编写框架的话，我暂时还没有能力帮助你啦~ 虽然未来的 React 系列会讲到 React、Redux 等的 mini 实现，但还是库的范畴~ 因为没有写过，所以也没有什么好的建议给你~ 不如去看看 Vue 的源码吧~ 直接看，可能有一点难度，可以从第一个 commit 的版本开始看起， 此外网上也有很多讲解教程能帮助到你~

[youngwind]

[heyunjiang]

@liuxinqiong 工程学是什么？还有和你谈源码，谈什么的源码呢？

[fairySusan]

@mqyqingfeng 请问你一般是如何阅读源码的呢？比如应该怎么阅读vue的源码呢？

[crayonape]

vue的generate其实用的也是这种思想，楼主发的发的很多东西在读vue的源码里都能找到“熟悉”的感觉，可见vue的诞生其实借鉴了相当多以前框架的思想。

[xiaochengzi6]

$1 非标准**$1, $2, $3, $4, $5, $6, $7, $8, $9** 属性是包含括号子串匹配的正则表达式的静态和只读属性。