跟随 Web 标准探究DOM -- Node 与 Element 的遍历

写在前面

这篇没有什么 WebKit 代码的分析，因为……没啥好分析的，在实现里无非就是树的（先序DFS）遍历而已，囧哈哈哈……在WebCore/dom/Node.h ， WebCore/dom/ContainerNode.h 和 WebCore/dom/Element.h 以及对应的 .cpp 里看两眼就行了。下面这些属性一般都作为了私有变量直接放在了对象里（按照命名规范基本都叫m_xxx），然后通过和标准同名的 public 方法返回。不过要注意一下它们放在了哪里，比如Node里和子节点相关的方法一般定义到了 ContainerNode.h，Node 里需要意识到 Element 存在的方法一般放去了 Element.h （即使定义时是Node::xxx 这样的）。

这篇主要分析一下对作为 Node 的元素和作为 Element 的元素进行遍历的不同，以及总结一下各浏览器对这些 API 的兼容性。

Node 的遍历

Node 继承 EventTarget，Document，DocumentFragment，Element继承Node，所以下面提到的属性Document，DocumentFragment，Element都可以用。

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Node.parentNode

标准

DOM 1定义在 Node interface，原型readonly attribute Node parentNode，指明Document，DocumentFragment，Attr 和不在树中的 node 的 parentNode 为 null。

DOM 2，DOM 3，WHATWG，DOM 4 都和 DOM 1 一致

注意点

这是一个只读属性，所以不能通给一个元素的parentNode赋值来移动它，任何对这个引用的赋值操作都会被无视。比如：

node.parentNode = anotherNode;
console.log(node.parentNode === anotherNode); // false

但是你可以修改它的parentNode的属性。

node.parentNode.title = "foo";
console.log(node.parentNode.title); // foo

此外，Document 和 Attr 没有parentNode还好理解，但是 Attr 没有就有点不好理解了，而且Entity 和Notation也是没有的 —— 反向理解，Node.childNodes也是不算 attribute node，entity node 之类的，人家不把你当孩子，你也没必要把人家当父母。

没有 parent 的 Node（比如刚刚用createElement创建或者用removeChild删除）的这个属性是 null。

兼容性

IE8- 里的 parentNode 有几个 bug：

新创建的元素的 parentNode 是 null，但修改过内容（比如用innerHTML或者appendChild）之后就会变成 DocumentFragment

var foo = document.createElement('div');
console.log(foo.parentNode);  // null
foo.innerHTML = "bar"
console.log(foo.parentNode);  // [object HTMLDocument]
console.log(foo.parentNode.nodeType);  // 11 = DocumentFragment

从文档中删掉的节点，parentNode是DocumentFragment。对如下 HTML：

<div id="foo">
    <div id="bar"></div>
</div>

执行 JS：

var foo = document.getElementById('bar');
console.log(foo.parentNode);  // [object HTMLDivElement]
foo.parentNode.removeChild(foo);
console.log(foo.parentNode);  // [object HTMLDocument]
console.log(foo.parentNode.nodeType);  // 11 = DocumentFragment

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Node.firstChild 和 Node.lastChild

标准

DOM 1（firstChild，lastChild）定义在 Node interface，原型readonly attribute Node firstChild和readonly attribute Node lastChild，指明Document，DocumentFragment，Attr 和不在树中的 node 的 parentNode 为 null。

DOM 2（firstChild，lastChild），DOM 3（firstChild，lastChild）， WHATWG （firstChild，lastChild），DOM 4（firstChild，lastChild） 和 DOM 1 一致

注意点

这是一个只读属性，和parentNode一样是不能重新赋值的。

注意浏览器可能（而且很多都）将 text node 和 comment node 算在一个 node 的 child nodes 里（HTML 文本里的缩进和断行都会算成新的 text node 夹杂在元素之间），并且 document.firstNode 可能是 doctype，因此不能判定 firstChild 返回的是一个元素，如果想得到第一个元素的话，需要手动检查nodeType并往后过滤。

CSS pseudo element 不会被算入。

W3C FAQ 解释了为什么有 DOM 的实现会将空白字符算作 text node：

DOM 必须将处理过的 XML （且为了方便，很多 DOM 的实现会将 XML 与 HTML 的许多处理合并）原文全部交给应用，空白字符也不能丢掉（这样 DOM 树与 XML 文本才能完成一一映射），那么就应该找个类型的 node 将它塞进去了 -- 最合适的就是 text node。

兼容性

IE 8- 不将空白的 text node 算作子节点，IE 9+及其他浏览器都算。对如下HTML：

<div id="foo">

</div>

执行 JS：

var foo = document.getElementById('foo');
console.log(foo.firstChild);  // null in IE8-, supposed be a text node

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Node.nextSibling 和 Node.previousSibling

标准

DOM 1（previousSibling，nextSibling）定义在 Node interface，原型readonly attribute Node previousSibling和readonly attribute Node nextSibling，不存在对应 node 的返回 null。

DOM 2（previousSibling，nextSibling），DOM 3（previousSibling，nextSibling）和 DOM 1 一致。

WHATWG （previousSibling，nextSibling） 和 W3C DOM 一致，另外说明了 sibling 的概念 和 树中相对位置的概念（按照tree order，即先序DFS）

DOM 4（previousSibling，nextSibling）和 WHATWG 一致。

注意点

和Node.firstChild 与 Node.lastChild的注意事项类似。

兼容性

IE 8- 不将空白的 text node 算作 sibling，IE 9+及其他浏览器都算。

HTML：

<div></div>  <div id="foo"></div>

JS:

var foo = document.getElementById('foo');
// [object HTMLDivElement] in IE8-, supposed to be a text node
console.log(foo.previousSibling);

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Node.childNodes

标准

DOM 1定义在 Node interface，原型readonly attribute NodeList childNodes，指明了返回的 NodeList 是 live 的，且如果没有子节点时返回空的 NodeList.

DOM 2，DOM 3 和 DOM 1 一致。

WHATWG 原型 [SameObject] readonly attribute NodeList childNodes，和 W3C DOM 一致。DOM 4 和 WHATWG 一样。

注意点

和Node.firstChild 与 Node.lastChild的注意事项类似。返回的NodeList元素是只读的（可以改元素属性，不可以改引用）。要增删子元素的话对childNodes动脑筋是没用的……（注意：其他浏览器对childNodes中引用的修改仅仅是无视，但 IE 会怒报错）

HTML：

<div id="foo"><p></p></div>

JS：

var foo = document.getElementById('foo');
console.log(foo.childNodes.length);  //

var bar = document.createElement('div');

foo.childNodes[0] = bar;  // attempt to replace a child, throws error in IE
console.log(foo.childNodes[0].nodeName);  // "P", not replaced

foo.childNodes[1] = bar;  // attempt to add a child, throws error in IE
console.log(foo.childNodes.length);  // 1, not added

delete foo.childNodes[0];  // attempt to delete a child, throws error in IE
console.log(foo.childNodes.length);  // 1, not deleted

一般document.childNodes 只有 doctype 和 <html>元素，除非原文两者之间有注释。

元素的排列顺序是 document order，即按照 DOM 树中的先序 DFS 排列。

兼容性

IE 8- 不将空白的 text node 算作子节点，IE 9+及其他浏览器都算。

HTML：

<div id="foo">   </div>

JS:

var foo = document.getElementById('foo');
// 0 in IE8-, supposed to be 1
console.log(foo.childNodes.length);

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Element 的遍历

Element 与 Node 的区别在于 Element 不包括 text node，comment node，etc. 实际上，Element 继承自 Node，也就是说它本来就是 Node 的一种。Element 都具备（或者说，应该具备） Node.nodeType == Node.ELEMENT_NODE 这个特性（还有其他哪几种nodeType参阅WHATWG标准，这里先不展开叙述）。以下的几种 API 可以看成 Node 版的 API 加上对结果进行Node.nodeType == Node.ELEMENT_NODE过滤（实际上 WebKit 的实现也基本都是这样干的）。

注意作为 Element 的遍历 API 基本都属于 HTML5 的新特性，W3C 标准里一般都只能在 DOM 4 里找到。

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Node.parentElement

标准

WHATWG 将 parentElement 定义在了 Node ，原型readonly attribute Element? parentElement。W3C DOM 4 也一样。

乍一看，定义在Node似乎有点怪，不过仔细一想其实是很合理的 —— Element 的子节点不一定是 Element，譬如 text node。你不能阻碍人家寻亲的能力啊 :D

注意点

如果 Node 的父元素不是 Element，返回的是 null。

兼容性

实际上 parentElement 一开始是 IE 特有的（起码从 IE6 开始就有了），但 IE 仅为 Element 定义了这个属性（即是说 text node 之类的是不能用的）。此后这个属性进入了标准，目前基本各大浏览器都支持它，主要的兼容性问题出现在 IE 不支持非 Element 的 Node 使用这个属性。如果仅对 Element 使用它的话，是可以放心用的。

此外由于 IE8- 中 parentNode 有不轻的 bug（见前文），在只需要 Element 的场景下，可能用 parentElement 是更好的选择。

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ParentNode.firstElementChild 和 ParentNode.lastElementChild

标准

目前 WHATWG 将 firstElementChild和lastElementChild 定义在了 ParentNode，原型为

readonly attribute Element? firstElementChild;
readonly attribute Element? lastElementChild;

它们原本在ElementTraversal，后来为了降低耦合，WHATWG 将 ElementTraversal 按照功能分割成了两个 interface ParentNode，ChildNode，而 firstElementChild和lastElementChild自然就挪去了针对有子元素的Node设置的ParentNode。

目前继承 ParentNode 的包括Document，Element 和 DocumentFragment，所以这三个 interface 的对象是可以访问firstElementChild和lastElementChild的。

W3C DOM4 和 WHATWG 一致，但是注意 DOM4 目前还不是 W3C Recommendation。目前处于 W3C Recommendation 状态的标准里， firstElementChild和lastElementChild仍然定义在 ElementTraversal。按照 Element Traversal 标准的规定，所有的 Element 都必须实现 ElementTraversal，但对其他 interface 不作要求。

因此，这两个属性在 WHATWG 和 W3C 的标准里存在分歧：WHATWG 标准中，Document，Element 和 DocumentFragment 均有这两个属性；W3C 标准中，目前仅有 Element 具有这两个属性。但因为和 WHATWG 一致的 DOM4 将来很有可能成为 W3C Recommendation，W3C 标准最后很有可能会和 WHATWG 一样，三种对象均有这两个属性。

注意点

如果没有子元素，返回的是 null。这两个属性也是只读的，可以在子元素上修改它的属性，但不可更改引用（会被无视）。

兼容性

由于属于较新的 API，在Element上的使用要 IE 9+ 才支持，其他浏览器的现行版本都有支持。

因为在 WHATWG 和 W3C 的现行标准里存在分歧，Document 和 DocumentFragment 对这两个属性的支持在各浏览器中不太一致。偏 WHATWG 的 Chrome，Firefox 和 Opera 支持 Document，Element 和 DocumentFragment，IE 9+ 和 Safari 仅支持 Element。考虑到 DOM4 将来应该会成为 W3C Recommendation，最后应该是三个 interface 都能支持的（当然，IE 就不能指望旧版本支持了……）

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NonDocumentTypeChildNode.nextElementSibling 和 NonDocumentTypeChildNode.previousElementSibling

标准

在 WHATWG 标准里，和为了照顾 jQuery 兼容性而为getElementById 专门设一个 NonElementParentNode （而不是ParentNode）类似，为了照顾现存网页的兼容性，nextElementSibling 和 previousElementSibling 被定义在了一个专门分出来的 NonDocumentTypeChildNode（而不是ChildNode）里，参见 bug tracker上的讨论。

目前 NonDocumentTypeChildNode 的定义如下：

[NoInterfaceObject]
interface NonDocumentTypeChildNode {
  readonly attribute Element? previousElementSibling;
  readonly attribute Element? nextElementSibling;
};
Element implements NonDocumentTypeChildNode;
CharacterData implements NonDocumentTypeChildNode;

注：目前 WHATWG 标准里 ParentNode，NonElementParentNode，ChildNode 和 NonDocumentTypeChildNode 之间的关系如下图：

W3C DOM4 与 WHATWG 一致，但与ParentNode.firstElementChild 和 ParentNode.lastElementChild的情况类似的是，按照目前处于 W3C Recommendation 的 Element Traversal 的定义，只有 Element 拥有这两个属性，CharacterData 没有。

注意点

类似 ParentNode.firstElementChild 和 ParentNode.lastElementChild。

兼容性

也与 ParentNode.firstElementChild 和 ParentNode.lastElementChild类似，需要 IE9+。Chrome，Firefox 和 Opera 支持 Element 和 CharacterData上访问这两个属性，IE 9+ 和 Safari 仅支持 Element， 如果 W3C DOM 4 进入 Recommendation，很可能会统一。

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ParentNode.childElementCount

标准

WHATWG / DOM4 定义在 ParentNode，原型readonly attribute unsigned long childElementCount。W3C Recommendation 里目前定义在 ElementTraversal，原型和 WHATWG 一样。

注意点

在符合标准的实现里，约等于 container.children.length。

兼容性

和 ParentNode.firstElementChild 的情况类似，需要 IE9+，Chrome，Firefox 和 Opera 支持 Document，Element 和 DocumentFragment，IE 9+ 和 Safari 仅支持 Element。

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ParentNode.children

标准

虽然这个 API 很早就存在，但直到最近才标准化。WHATWG / DOM4 定义在ParentNode，原型[SameObject] readonly attribute HTMLCollection children，指明是一个 live 的 HTMLCollection 而不是NodeList，也就是说元素必然全是 Element（历史遗留问题带来的囧命名，和Node那边的名字对不上号，不叫childElements而叫children，不叫ElementList而叫HTMLCollection……）。

注意点

类似 Node.childNodes，得到的 HTMLCollection 是 live 且（引用）只读的。

兼容性

该属性最早出现在 IE 中，IE6 开始具备这个属性。此后各大浏览器跟着实现，Firefox是最后一个实现这个属性的主要浏览器（3.5开始，也蛮久了）。但是由于 WHATWG 标准的接受度不同，Chrome，Firefox 和 Opera 在支持 Document，Element 和 DocumentFragment上使用该属性，IE 和 Safari 仅支持 Element。 Chrome 和 Firefox 还实验性地支持在 SVGElement 上使用该属性。

另外，IE8- 的 children 会包含 comment node。

HTML：

<div id="foo"><!-- comment --></div>

JS：

var foo = document.getElementById('foo');
console.log(foo.children.length);  // 1, supposed to be 0