基于JavaScript实现一个简单的Vue

下面我将为你详细讲解“基于JavaScript实现一个简单的Vue”的完整攻略。

什么是Vue

Vue是一个渐进式的JavaScript框架，它被设计用于构建大型单页应用（SPA）。Vue提供组件化的开发模式，使得代码结构更加清晰易懂，提高开发效率，降低维护成本。

Vue的核心概念

在我们开始实现一个简单的Vue之前，先让我们了解一下Vue的核心概念：

数据驱动：Vue使用双向数据绑定的方式来处理视图和数据之间的关系，当数据发生改变时，视图会相应地更新，反之亦然。
组件化开发：将页面拆分成一个个独立的组件，每个组件都有自己的数据和行为，将复杂的问题简单化，代码结构更加清晰易懂。
虚拟DOM：将变化的部分先在内存中构建成一个虚拟的DOM树，然后再和实际DOM进行比对，只更新需要更新的部分，提高渲染效率。

实现一个简单的Vue

下面我们将通过实现一个简单的Vue来学习Vue的核心概念。

首先，我们需要实现Vue的数据响应式机制。具体步骤如下：

1. 数据观察

在Vue中，我们使用Object.defineProperty方法将数据变成响应式的。我们可以将这个方法封装成一个函数，这个函数接收一个对象和一个属性作为参数，然后返回一个新的对象，新的对象中的属性可以响应式地监听原对象中的属性的变化。实现代码如下：

function defineReactive(obj, key) {
  let val = obj[key]
  Object.defineProperty(obj, key, {
    get() {
      return val
    },
    set(newVal) {
      if (newVal !== val) {
        val = newVal
      }
    }
  })
  return obj
}

2. 数据改变监听

当数据发生变化时，我们需要通知视图进行更新。我们可以使用观察者模式，在数据改变时通知相关的视图进行更新。具体实现步骤如下：

定义一个观察者对象，它有一个update方法用于更新视图。

class Watcher {
  constructor(vm, key, updateFn) {
    this.vm = vm
    this.key = key
    this.updateFn = updateFn
    Dep.target = this
    this.vm[this.key] // 触发 get，添加观察者
    Dep.target = null
  }
  update() {
    this.updateFn.call(this.vm, this.vm[this.key])
  }
}

定义一个依赖收集器Dep，它维护一个观察者列表，当数据发生变化时，通知所有观察者进行更新。

class Dep {
  constructor() {
    this.subs = []
  }
  addSub(sub) {
    this.subs.push(sub)
  }
  notify() {
    this.subs.forEach(sub => sub.update())
  }
}

在getter中收集依赖，即添加观察者到观察者列表中；在setter中通知视图更新，即调用依赖项的notify方法。

class Observer {
  constructor(value) {
    this.value = value
    if (!isPlainObject(value)) {
      return
    }
    this.walk(value)
  }
  walk(obj) {
    Object.keys(obj).forEach((key) => {
      this.defineReactive(obj, key, obj[key])
    })
  }
  defineReactive(obj, key, value) {
    const dep = new Dep()
    Object.defineProperty(obj, key, {
      configurable: true,
      enumerable: true,
      get() {
        if (Dep.target) {
          dep.addSub(Dep.target)
        }
        return value
      },
      set(newVal) {
        if (newVal === value) {
          return
        }
        value = newVal
        dep.notify()
      }
    })
  }
}
function observe(value) {
  if (!value || typeof value !== 'object') {
    return
  }
  return new Observer(value)
}

3. 实现一个简单的Vue框架

现在我们已经实现了Vue的响应式机制，为了让用户更好地使用我们的框架，我们需要实现一个简单的Vue框架，它至少应该具备以下功能：

数据的双向绑定
v-model指令的实现
模板编译，将模板转换成可执行的代码
实现组件系统
生命周期的实现

下面我们将一一实现这些功能。

3.1 数据的双向绑定和v-model指令的实现

数据的双向绑定实现非常简单，我们只需要在模板中使用v-model指令，然后监听input事件，将用户输入的值赋值给数据即可。

class ModelDirective {
  constructor(node, expr, vm) {
    this.node = node
    this.expr = expr
    this.vm = vm
    this.bind()
    this.addWatcher()
  }
  bind() {
    this.node.value = this.vm[this.expr]
    this.node.addEventListener('input', (event) => {
      this.vm[this.expr] = event.target.value
    })
  }
  addWatcher() {
    new Watcher(this.vm, this.expr, (newValue) => {
      this.node.value = newValue
    })
  }
}

3.2 模板编译

模板编译的过程可以分为以下几个步骤：

将模板解析成抽象语法树
遍历抽象语法树，生成可执行的代码

class Compiler {
  constructor(el, vm) {
    this.el = el
    this.vm = vm
    this.compile()
  }
  compile() {
    const node = this.el
    const childNodes = node.childNodes
    Array.from(childNodes).forEach((child) => {
      if (this.isTextNode(child)) {
        this.compileText(child)
      } else if (this.isElementNode(child)) {
        this.compileElement(child)
      }
      if (child.childNodes && child.childNodes.length) {
        this.compile(child)
      }
    })
  }
  isTextNode(node) {
    return node.nodeType === 3
  }
  isElementNode(node) {
    return node.nodeType === 1
  }
  compileText(node) {
    const reg = /\{\{(.+?)\}\}/g
    const expr = node.textContent
    node.textContent = expr.replace(reg, (...args) => {
      return this.getVMValue(args[1])
    })
    new Watcher(this.vm, expr, (newValue) => {
      node.textContent = newValue
    })
  }
  compileElement(node) {
    Array.from(node.attributes).forEach((attr) => {
      const attrName = attr.name
      if (attrName.startsWith('v-')) {
        const directiveName = attrName.substring(2)
        const directive = CompilerUtils[directiveName]
        directive && directive(node, attr.value, this.vm)
        node.removeAttribute(attrName)
      }
    })
  }
  getVMValue(expr) {
    let value = this.vm
    expr.split('.').forEach((key) => {
      value = value[key]
    })
    return value
  }
}

3.3 实现组件系统

Vue中的组件是提高可复用性的重要方式，每个组件都可以看作是一个独立的实例，它具有自己的数据和行为，而且可以和其他组件组合使用。

组件的实现步骤如下：

定义组件
注册组件
渲染组件

class Vue {
  constructor(options) {
    this.$options = options
    this.$data = options.data || {}
    this.$el = document.querySelector(options.el)
    this.init()
  }
  init() {
    observe(this.$data)
    this.initComponents()
    new Compiler(this.$el, this)
  }
  initComponents() {
    const components = this.$options.components || {}
    Object.entries(components).forEach(([key, component]) => {
      const { template, data, methods } = component
      const vm = new Vue({
        el: `#${key}`,
        data: data || {},
        methods: methods || {},
        template: template || ''
      })
      document.querySelector(`#${key}`).outerHTML = vm.$el.outerHTML
      this[key] = vm
    })
  }
}

3.4 生命周期的实现

Vue的生命周期可以分为以下几个阶段：

beforeCreate
created
beforeMount
mounted
beforeUpdate
updated
beforeDestroy
destroyed

我们只需在相应的阶段调用用户定义的钩子函数即可。

可以在Vue构造函数中添加生命周期函数的默认实现。

class Vue {
  constructor(options) {
    this.$options = options
    this.$data = options.data || {}
    this.$el = document.querySelector(options.el)
    this.init()
  }
  init() {
    this.callHook('beforeCreate')
    observe(this.$data)
    this.initComponents()
    new Compiler(this.$el, this)
    this.callHook('created')
    this.$el.parentNode.insertBefore(this.$el, this.$el.nextSibling)
    this.callHook('beforeMount')
    this.mount()
    this.callHook('mounted')
  }
  mount() {
    const { el } = this.$options
    this.$el = document.querySelector(el)
    this.$el.innerHTML = this.template
  }
  callHook(hook) {
    const handlers = this.$options[hook]
    handlers && handlers.forEach(handler => handler.call(this))
  }
}

示例说明

以下是实现一个简单的Vue的示例，具体代码和效果可访问 https://codepen.io/juzldream/pen/vYRWdYN

<!-- 定义组件 -->
<template id="hello-world">
  <div>
    <p>{{message}}</p>
  </div>
</template>
<!-- 注册组件 -->
<script>
  Vue.component('hello-world', {
    template: '#hello-world',
    data() {
      return {
        message: 'Hello World!'
      }
    }
  })
</script>
<!-- 渲染组件 -->
<div id="app">
  <hello-world></hello-world>
</div>
<script>
  new Vue({
    el: '#app',
    components: {
      'hello-world': {
        template: '#hello-world',
        data() {
          return {
            message: 'Hello World!'
          }
        }
      }
    }
  })
</script>

经过上述步骤，我们已经可以实现一个简单的Vue框架了。

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