20行Javascript代码实现一个页面模板引擎

最初我的想法是这样子的:

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var TemplateEngine = function(tpl, data) {
// magic here ...
}
var template = '<p>Hello, my name is <%name%>. I\'m <%age%> years old.</p>';
console.log(TemplateEngine(template, {
name: "Krasimir",
age: 29
}));

一个简单的函数,输入是我们的模板以及数据对象,输出么估计你也很容易想到,像下面这样子:

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<p>Hello, my name is Krasimir. I'm 29 years old.</p>

其中第一步要做的是寻找里面的模板参数,然后替换成传给引擎的具体数据。我决定使用正则表达式来完成这一步。

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var re = /<%([^%>]+)?%>/g;

这句正则表达式会捕获所有以<%开头,以%>结尾的片段。末尾的参数g(global)表示不只匹配一个,而是匹配所有符合的片段。Javascript里面有很多种使用正则表达式的方法,我们需要的是根据正则表达式输出一个数组,包含所有的字符串,这正是exec所做的。

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var re = /<%([^%>]+)?%>/g;
var match = re.exec(tpl);

如果我们用console.log把变量match打印出来,我们会看见:

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[
"<%name%>",
" name ",
index: 21,
input:
"<p>Hello, my name is <%name%>. I\'m <%age%> years old.</p>"
]

不过我们可以看见,返回的数组仅仅包含第一个匹配项。我们需要用while循环把上述逻辑包起来,这样才能得到所有的匹配项。

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var re = /<%([^%>]+)?%>/g;
while(match = re.exec(tpl)) {
console.log(match);
}

如果把上面的代码跑一遍,你就会看见<%name%> 和 <%age%>都被打印出来了。

下面,有意思的部分来了。识别出模板中的匹配项后,我们要把他们替换成传递给函数的实际数据。最简单的办法就是使用replace函数。我们可以像这样来写:

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var TemplateEngine = function(tpl, data) {
var re = /<%([^%>]+)?%>/g;
while(match = re.exec(tpl)) {
tpl = tpl.replace(match[0], data[match[1]])
}
return tpl;
}

好了,这样就能跑了,但是还不够好。这里我们以data[“property”]的方式使用了一个简单对象来传递数据,但是实际情况下我们很可能需要更复杂的嵌套对象。所以我们稍微修改了一下data对象:

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{
name: "Krasimir Tsonev",
profile: { age: 29 }
}

不过直接这样子写的话还不能跑,因为在模板中使用<%profile.age%>的话,代码会被替换成data[‘profile.age’],结果是undefined。这样我们就不能简单地用replace函数,而是要用别的方法。如果能够在<%和%>之间直接使用Javascript代码就最好了,这样就能对传入的数据直接求值,像下面这样:

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var template = '<p>Hello, my name is <%this.name%>. I\'m <%this.profile.age%> years old.</p>';

你可能会好奇,这是怎么实现的?这里John使用了new Function的语法,根据字符串创建一个函数。我们不妨来看个例子:

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var fn = new Function("arg", "console.log(arg + 1);");
fn(2); // outputs 3

fn可是一个货真价实的函数。它接受一个参数,函数体是console.log(arg + 1);。上述代码等价于下面的代码:

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var fn = function(arg) {
console.log(arg + 1);
}
fn(2); // outputs 3

通过这种方法,我们可以根据字符串构造函数,包括它的参数和函数体。这不正是我们想要的嘛!不过先别急,在构造函数之前,我们先来看看函数体是什么样子的。按照之前的想法,这个模板引擎最终返回的应该是一个编译好的模板。还是用之前的模板字符串作为例子,那么返回的内容应该类似于:

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return
"<p>Hello, my name is " +
this.name +
". I\'m " +
this.profile.age +
" years old.</p>";

当然啦,实际的模板引擎中,我们会把模板切分为小段的文本和有意义的Javascript代码。前面你可能看见我使用简单的字符串拼接来达到想要的效果,不过这并不是100%符合我们要求的做法。由于使用者很可能会传递更加复杂的Javascript代码,所以我们这儿需要再来一个循环,如下:

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var template =
'My skills:' +
'<%for(var index in this.skills) {%>' +
'<a href=""><%this.skills[index]%></a>' +
'<%}%>';

如果使用字符串拼接的话,代码就应该是下面的样子:

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return
'My skills:' +
for(var index in this.skills) { +
'<a href="">' +
this.skills[index] +
'</a>' +
}

当然,这个代码不能直接跑,跑了会出错。于是我用了John的文章里写的逻辑,把所有的字符串放在一个数组里,在程序的最后把它们拼接起来。

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var r = [];
r.push('My skills:');
for(var index in this.skills) {
r.push('<a href="">');
r.push(this.skills[index]);
r.push('</a>');
}
return r.join('');

下一步就是收集模板里面不同的代码行,用于生成函数。通过前面介绍的方法,我们可以知道模板中有哪些占位符(译者注:或者说正则表达式的匹配项)以及它们的位置。所以,依靠一个辅助变量(cursor,游标),我们就能得到想要的结果。

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var TemplateEngine = function(tpl, data) {
var re = /<%([^%>]+)?%>/g,
code = 'var r=[];\n',
cursor = 0;
var add = function(line) {
code += 'r.push("' + line.replace(/"/g, '\\"') + '");\n';
}
while(match = re.exec(tpl)) {
add(tpl.slice(cursor, match.index));
add(match[1]);
cursor = match.index + match[0].length;
}
add(tpl.substr(cursor, tpl.length - cursor));
code += 'return r.join("");'; // <-- return the result
console.log(code);
return tpl;
}
var template = '<p>Hello, my name is <%this.name%>. I\'m <%this.profile.age%> years old.</p>';
console.log(TemplateEngine(template, {
name: "Krasimir Tsonev",
profile: { age: 29 }
}));

上述代码中的变量code保存了函数体。开头的部分定义了一个数组。游标cursor告诉我们当前解析到了模板中的哪个位置。我们需要依靠它来遍历整个模板字符串。此外还有个函数add,它负责把解析出来的代码行添加到变量code中去。有一个地方需要特别注意,那就是需要把code包含的双引号字符进行转义(escape)。否则生成的函数代码会出错。如果我们运行上面的代码,我们会在控制台里面看见如下的内容:

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var r=[];
r.push("<p>Hello, my name is ");
r.push("this.name");
r.push(". I'm ");
r.push("this.profile.age");
return r.join("");

等等,貌似不太对啊,this.name和this.profile.age不应该有引号啊,再来改改。

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var add = function(line, js) {
js? code += 'r.push(' + line + ');\n' :
code += 'r.push("' + line.replace(/"/g, '\\"') + '");\n';
}
while(match = re.exec(tpl)) {
add(tpl.slice(cursor, match.index));
add(match[1], true); // <-- say that this is actually valid js
cursor = match.index + match[0].length;
}

占位符的内容和一个布尔值一起作为参数传给add函数,用作区分。这样就能生成我们想要的函数体了。

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var r=[];
r.push("<p>Hello, my name is ");
r.push(this.name);
r.push(". I'm ");
r.push(this.profile.age);
return r.join("");

剩下来要做的就是创建函数并且执行它。因此,在模板引擎的最后,把原本返回模板字符串的语句替换成如下的内容:

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return new Function(code.replace(/[\r\t\n]/g, '')).apply(data);

我们甚至不需要显式地传参数给这个函数。我们使用apply方法来调用它。它会自动设定函数执行的上下文。这就是为什么我们能在函数里面使用this.name。这里this指向data对象。

模板引擎接近完成了,不过还有一点,我们需要支持更多复杂的语句,比如条件判断和循环。我们接着上面的例子继续写。

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var template =
'My skills:' +
'<%for(var index in this.skills) {%>' +
'<a href="#"><%this.skills[index]%></a>' +
'<%}%>';
console.log(TemplateEngine(template, {
skills: ["js", "html", "css"]
}));

这里会产生一个异常,Uncaught SyntaxError: Unexpected token for。如果我们调试一下,把code变量打印出来,我们就能发现问题所在。

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var r=[];
r.push("My skills:");
r.push(for(var index in this.skills) {);
r.push("<a href=\"\">");
r.push(this.skills[index]);
r.push("</a>");
r.push(});
r.push("");
return r.join("");

带有for循环的那一行不应该被直接放到数组里面,而是应该作为脚本的一部分直接运行。所以我们在把内容添加到code变量之前还要多做一个判断。

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var re = /<%([^%>]+)?%>/g,
reExp = /(^( )?(if|for|else|switch|case|break|{|}))(.*)?/g,
code = 'var r=[];\n',
cursor = 0;
var add = function(line, js) {
js? code += line.match(reExp) ? line + '\n' : 'r.push(' + line + ');\n' :
code += 'r.push("' + line.replace(/"/g, '\\"') + '");\n';
}

这里我们新增加了一个正则表达式。它会判断代码中是否包含if、for、else等等关键字。如果有的话就直接添加到脚本代码中去,否则就添加到数组中去。运行结果如下:

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var r=[];
r.push("My skills:");
for(var index in this.skills) {
r.push("<a href=\"#\">");
r.push(this.skills[index]);
r.push("</a>");
}
r.push("");
return r.join("");

当然,编译出来的结果也是对的。

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My skills:<a href="#">js</a><a href="#">html</a><a href="#">css</a>

最后一个改进可以使我们的模板引擎更为强大。我们可以直接在模板中使用复杂逻辑,例如:

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var template =
'My skills:' +
'<%if(this.showSkills) {%>' +
'<%for(var index in this.skills) {%>' +
'<a href="#"><%this.skills[index]%></a>' +
'<%}%>' +
'<%} else {%>' +
'<p>none</p>' +
'<%}%>';
console.log(TemplateEngine(template, {
skills: ["js", "html", "css"],
showSkills: true
}));

除了上面说的改进,我还对代码本身做了些优化,最终版本如下:

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var TemplateEngine = function(html, options) {
var re = /<%([^%>]+)?%>/g, reExp = /(^( )?(if|for|else|switch|case|break|{|}))(.*)?/g, code = 'var r=[];\n', cursor = 0;
var add = function(line, js) {
js? (code += line.match(reExp) ? line + '\n' : 'r.push(' + line + ');\n') :
(code += line != '' ? 'r.push("' + line.replace(/"/g, '\\"') + '");\n' : '');
return add;
}
while(match = re.exec(html)) {
add(html.slice(cursor, match.index))(match[1], true);
cursor = match.index + match[0].length;
}
add(html.substr(cursor, html.length - cursor));
code += 'return r.join("");';
return new Function(code.replace(/[\r\t\n]/g, '')).apply(options);
}
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