从零打造“乞丐版” React（一）——从命令式编程到声明式编程

这个系列的目的是通过使用 JS 实现“乞丐版”的 React，让读者了解 React 的基本工作原理，体会 React 带来的构建应用的优势

1 HTML 构建静态页面

使用 HTML 和 CSS，我们很容易可以构建出上图中的页面

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <title>Build my react</title>
    <style>
      div {
        text-align: center;
      }
      .father {
        display: flex;
        flex-direction: column;
        justify-content: center;
        height: 500px;
        background-color: #282c34;
        font-size: 30px;
        font-weight: 700;
        color: #61dafb;
      }
      .child {
        color: #fff;
        font-size: 16px;
        font-weight: 200;
      }
    </style>
  </head>
  <body>
    <div class="father">
      Fucking React
      <div class="child">用于构建用户界面的 JavaScript 库</div>
    </div>
  </body>
</html>

当然这只是一个静态的页面，我们知道，网站中最重要的活动之一是和用户产生交互，用户通过触发事件来让网页产生变化，这时就需要用到 JS

2 DOM 构建页面

使用 DOM 操作，我们也可以构建上面的静态页面，并且可以动态地改变页面、添加事件监听等来让网页活动变得更加丰富

我们先改写一下 HTML 的 body（如果没有特殊说明，本文不会更改 CSS 的内容），我们将 body 中的内容都去掉，新增一个 id 为 root 都 div 标签，并且引入index.js。

 <div id="root"></div>
 <script src="./index.js"></script>

index.js内容如下：

const text = document.createTextNode("Fucking React");

const childText = document.createTextNode("用于构建用户界面的 JavaScript 库");
const child = document.createElement("div");
child.className = "child";
child.appendChild(childText);

const father = document.createElement("div");
father.className = "father";
father.appendChild(text);
father.appendChild(child);

const container = document.getElementById("root");
container.appendChild(father);

使用 DOM 操作，我们也可以构建出同样的页面内容，但是缺点很明显

<div class="father">
   Fucking React
   <div class="child">用于构建用户界面的 JavaScript 库</div>
</div>

原本只要寥寥几行 HTML 的页面。使用 DOM 之后，为了描述元素的嵌套关系、属性、内容等，代码量骤增，并且可读性非常差。这就是命令式编程，我们需要一步一步地指挥计算机去做事

这还只是一个简单的静态页面，没有任何交互，试想一下，如果一个非常复杂的网页都是用 DOM 来构建，不好意思，我不想努力了～

3 从命令式到声明式

观察上述 index.js，我们不难发现，在创建每个节点的时候其实可以抽象出一组重复操作：

1. 根据类型创建元素
2. 添加元素属性（如 className）
3. 逐一添加子元素

对于元素的嵌套关系和自身属性，我们可以利用对象来描述

const appElement = {
  type: "div",
  props: {
    className: "father",
    children: [
      {
        type: "TEXT",
        props: {
          nodeValue: "Fucking React",
          children: [],
        },
      },
      {
        type: "div",
        props: {
          className: "child",
          children: [
            {
              type: "TEXT",
              props: {
                nodeValue: "用于构建用户界面的 JavaScript 库",
                children: [],
              },
            },
          ],
        },
      },
    ],
  },
};

其中，type表示元素类型，特殊地，对于字符串文本，我们用TEXT表示；props对象用来描述元素自身的属性，比如 CSS 类名、children 子元素、nodeValue

我们将页面中的元素用 JS 对象来描述，天然地形成了一种树状结构，接着利用递归遍历对象就可以将重复的 DOM 操作去除，我们构建如下 render 函数来将上述 JS 对象渲染到页面上：

const render = (element, container) => {
  const dom =
    element.type == "TEXT"
      ? document.createTextNode("")
      : document.createElement(element.type);

  Object.keys(element.props)
    .filter((key) => key !== "children")
    .forEach((prop) => (dom[prop] = element.props[prop]));

  element.props.children.forEach((child) => render(child, dom));

  container.appendChild(dom);
};

调用 render 函数：

render(appElement, document.getElementById("root"));

现在我们只需要将我们想要的页面结构通过 JS 对象描述出来，然后调用 render 函数，JS 就会帮我们将页面渲染出来，而无需一步步地书写每一步操作

这就是声明式编程，我们需要做的是描述目标的性质，让计算机明白目标，而非流程。

对比命令式和声明式编程，体会两者的区别

4 JSX

对比 JS 对象和 HTML，JS 对象的可读性还是不行，所以 React 引入了 JSX 这种 JavaScript 的语法扩展

我们的 appElement 变成了这样：

// jsx
const appElement = (
  <div className="father">
    Fucking React
    <div className="child">"用于构建用户界面的 JavaScript 库"</div>
  </div>
);

现在描述元素是不是变得超级爽！

然而这玩意儿 JS 并不认识，所以我们还得把这玩意儿解析成 JS 能认识的语法，解析不是本文的重点，所以我们借助于 babel 来进行转换，我们在浏览器中引入 babel

<script src="https://unpkg.com/@babel/standalone/babel.min.js"></script>

并将包含jsx的script的type改为type/babel

<script type="text/babel">
const appElement = (
  <div className="father">
    Fucking React
    <div className="child">"用于构建用户界面的 JavaScript 库"</div>
  </div>
);
</script>

默认情况下，babel 解析 jsx 时会调用React.createElement来创建 React 元素

我们可以自定义创建元素的方法，我们这里的元素就是我们自定义的对象，见 appElement。通过添加注解即可指定创建元素的方法，此处指定 createElement

const createElement = (type, props, ...children) => {
  console.log(type);
  console.log(props);
  console.log(children);
};

/** @jsx createElement  */
const appElement = (
  <div className="father">
    Fucking React
    <div className="child">"用于构建用户界面的 JavaScript 库"</div>
  </div>
);

现在 babel 进行转换的时候会调用我们自定义的 createElement 函数，该函数接受的参数分别为：元素类型type、元素属性对象props、以及剩余参数children即元素的子元素

现在我们要做的是通过这几个参数来创建我们需要的 js 对象，然后返回即可

const createElement = (type, props, ...children) => {
  return {
    type,
    props: {
      ...props,
      children,
    },
  };
};

/** @jsx createElement  */
const appElement = (
  <div className="father">
    Fucking React
    <div className="child">用于构建用户界面的 JavaScript 库</div>
  </div>
);

console.log(appElement);

打印一下转换后的 appElement：

{
  type: "div",
  props: {
    className: "father",
    children: [
      "Fucking React",
      {
        type: "div",
        props: {
          className: "child",
          children: ["用于构建用户界面的 JavaScript 库"],
        },
      },
    ],
  },
};

对比一下我们需要的结构，稍微有点问题，如果节点是字符串，我们需要转换成这种结构：

{
  type: "TEXT",
  props: {
    nodeValue: "Fucking React",
    children: [],
  },
},

改进一下createElement

const createElement = (type, props, ...children) => {
  return {
    type,
    props: {
      ...props,
      children: children.map((child) =>
        typeof child === "string"
          ? {
              type: "TEXT",
              props: {
                nodeValue: child,
                children: [],
              },
            }
          : child
      ),
    },
  };
};

现在我们可以在代码中使用 jsx 而不用再写对象了，babel 会帮我们把 jsx 转换成对应的对象结构，然后调用 render 方法即可渲染到页面上

5 总结

至此，我们完成了从命令式编程到声明式编程的转变，我们已经完成了“乞丐版 React”的功能有：

1. createElement创建元素
2. render渲染元素到页面
3. 支持jsx

接下来我们会从不同方向继续完善我们的“洪七公”，敬请期待！

6 完整代码

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
    <title>Build my react</title>
    <style>
      div {
        text-align: center;
      }
      .father {
        display: flex;
        flex-direction: column;
        justify-content: center;
        height: 500px;
        background-color: #282c34;
        font-size: 30px;
        font-weight: 700;
        color: #61dafb;
      }
      .child {
        color: #fff;
        font-size: 16px;
        font-weight: 200;
      }
    </style>

    <script src="https://unpkg.com/@babel/standalone/babel.min.js"></script>
  </head>
  <body>
    <div id="root"></div>
    <script type="text/babel" src="./index.js"></script>
  </body>
</html>

// index.js
const createElement = (type, props, ...children) => {
  return {
    type,
    props: {
      ...props,
      children: children.map((child) =>
        typeof child === "string"
          ? {
              type: "TEXT",
              props: {
                nodeValue: child,
                children: [],
              },
            }
          : child
      ),
    },
  };
};

/** @jsx createElement  */
const appElement = (
  <div className="father">
    Fucking React
    <div className="child">用于构建用户界面的 JavaScript 库</div>
  </div>
);

const render = (element, container) => {
  const dom =
    element.type == "TEXT"
      ? document.createTextNode("")
      : document.createElement(element.type);

  Object.keys(element.props)
    .filter((key) => key !== "children")
    .forEach((prop) => (dom[prop] = element.props[prop]));

  element.props.children.forEach((child) => render(child, dom));

  container.appendChild(dom);
};

render(appElement, document.getElementById("root"));