开胃小菜——impress.js代码详解

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友情提醒，下面有大量代码，由于网页上代码显示都是同一个颜色，所以推荐大家复制到自己的代码编辑器中看。

今天闲来无事，研究了一番impress.js的源码。由于之前研究过jQuery，看impress.js并没有遇到太大的阻碍，读代码用了一个小时，写这篇文章用了近三个小时，果然写文章比读代码费劲多了。

个人感觉impress.js的代码量（算上注释一共不到1000行）和难度（没有jQuery的各种black magic= =）都非常适合新手学习，所以写一个总结，帮助大家理解源码。

考虑到很多朋友并不喜欢深入细节，下文分为四部分：

• 函数目录：汇总所有函数及其作用，方便查看
• 事件分析：了解impress.js的运行基础
• 流程分析：了解impress.js的运行流程
• 消化代码：具体到行的代码讲解

前三部分是必看的，最后一部分可以根据个人兴趣选择。由于我看代码一向喜欢抠细节，在我看来细节才是最能提高能力并且最有趣的地方，所以我会把每行代码甚至每个变量每个表达式都讲清楚，让你真正的看懂impress.js。

由于最后一节会写详细解释，所以前几节中出现的代码我不会详细解释，只会说明大概的功能，方便大家理解。对细节感兴趣的朋友可以看最后一节。

函数目录

你可以暂时先跳过这一节或者简单浏览一下，后面看代码的时候可以再来查函数作用。

函数名	函数作用
pfx	给css3属性加上当前浏览器可用的前缀
arrayify	将Array-Like对象转换成Array对象
css	将指定属性应用到指定元素上
toNumber	将参数转换成数字，如果无法转换返回默认值
byId	通过id获取元素
$	返回满足选择器的第一个元素
$$	返回满足选择器的所有元素
triggerEvent	在指定元素上触发指定事件
translate	将translate对象转换成css使用的字符串
rotate	将rotate对象转换成css使用的字符串
scale	将scale对象转换成css使用的字符串
perspective	将perspective对象转换成css使用的字符串
getElementFromHash	根据hash来获取元素，hash就是URL中形如#step1的东西
computeWindowScale	根据当前窗口尺寸计算scale因子，用于放大和缩小
empty	什么用都没有的函数，当浏览器不支持impress的时候会用到，一点用都没有
impress	主函数，构造impress对象，这是一个全局对象
onStepEnter	用于触发impress:stepenter事件
onStepLeave	用于触发impress:stepleave事件
initStep	初始化给定step
init	主初始化函数
getStep	获取指定step
goto	切换到指定step
prev	切换到上一个step
next	切换到下一个step
throttle	可以延后运行某个函数

事件分析

先明白一个基本概念——step。
step就是impress.js画布中的基本单位，一个step就是一幕，你按一次键盘上的←键或者→键就会切换一次step。

事件是impress.js运行的基础，共有三个，分别是impress:init, impress:stepenter和impress:stepleave(下文将省略impress前缀)。

init是初始化事件，stepenter是进入下一步事件，stepleave是离开上一步事件。

init事件只在初始化时候触发，且只被触发一次，因为impress.js内部有一个initialized变量，初始化之后这个变量会置True，从而保证只初始化一次。
下一节中我们会详细讲解init事件，这里暂时跳过。

那么stepenter和stepleave有什么用呢？
假设我们现在处在第1步，我们按一下键盘上的→键就会切换到第2步，这背后impress.js实际上触发了两个事件：stepleave和stepenter，夹在两个事件中间的就是css的动画效果。也就是说，先触发stepleave事件，然后运行css动画，然后触发stepenter。这两个事件的作用主要就是设定一些标志位和变量，比如设置当前活跃step。

流程分析

impress对象暴露了四个API，分别是goto(), init(), next(), prev()。由于next()和prev()都是基于goto()写的，所以我们下面重点分析goto()和init()。

impress.js的运行流程可以分为两大部分——初始化过程以及step切换过程，正好对应init()和goto()。就像上面说到的。初始化过程只会被运行一次，而切换过程可能被触发很多次。

我们先来分析重中之重——初始化过程

初始化过程分为两个阶段，第一个阶段是运行init()函数，第二个阶段是运行绑定到impress:init上的函数。这两个阶段之间的连接非常简单，就是在init()函数的结尾触发impress:init事件，这样绑定上去的函数就会全部触发了。

来看看init()函数都干了什么：

var init = function () {
    if (initialized) { return; }
    
    // 首先设定viewport
    var meta = $("meta[name='viewport']") || document.createElement("meta");
    meta.content = "width=device-width, minimum-scale=1, maximum-scale=1, user-scalable=no";
    if (meta.parentNode !== document.head) {
        meta.name = 'viewport';
        document.head.appendChild(meta);
    }
    
    // 初始化config对象
    var rootData = root.dataset;
    config = {
        width: toNumber( rootData.width, defaults.width ),
        height: toNumber( rootData.height, defaults.height ),
        maxScale: toNumber( rootData.maxScale, defaults.maxScale ),
        minScale: toNumber( rootData.minScale, defaults.minScale ),                
        perspective: toNumber( rootData.perspective, defaults.perspective ),
        transitionDuration: toNumber( rootData.transitionDuration, defaults.transitionDuration )
    };
    
    // 计算当前scale
    windowScale = computeWindowScale( config );
    
    // 将所有step放到canvas中，再将canvas放到root中。
    // 注意这里的canvas和css3中的canvas没关系，这里的canvas只是一个div
    arrayify( root.childNodes ).forEach(function ( el ) {
        canvas.appendChild( el );
    });
    root.appendChild(canvas);
    
    // 设置html元素的初始高度
    document.documentElement.style.height = "100%";
    
    // 设置body元素的初始属性
    css(body, {
        height: "100%",
        overflow: "hidden"
    });
    
    // 设置根元素的初始属性
    var rootStyles = {
        position: "absolute",
        transformOrigin: "top left",
        transition: "all 0s ease-in-out",
        transformStyle: "preserve-3d"
    };
    
    css(root, rootStyles);
    css(root, {
        top: "50%",
        left: "50%",
        transform: perspective( config.perspective/windowScale ) + scale( windowScale )
    });
    css(canvas, rootStyles);
    
    // 不能确定impress-disabled类是否存在，所以先remove一下
    body.classList.remove("impress-disabled");
    body.classList.add("impress-enabled");
    
    // 获取所有step并初始化他们
    steps = $$(".step", root);
    steps.forEach( initStep );
    
    // 设置canvas的初始状态
    currentState = {
        translate: { x: 0, y: 0, z: 0 },
        rotate:    { x: 0, y: 0, z: 0 },
        scale:     1
    };
    
    initialized = true;
    
    // 触发init事件
    triggerEvent(root, "impress:init", { api: roots[ "impress-root-" + rootId ] });
};

init()函数搞清楚了，下面我们分析第二阶段：运行绑定到impress:init事件上的函数。
来看看impress:init事件上面都绑定了什么函数：

root.addEventListener("impress:init", function(){
    // 改变step当前状态
    steps.forEach(function (step) {
        step.classList.add("future");
    });
    
    root.addEventListener("impress:stepenter", function (event) {
        event.target.classList.remove("past");
        event.target.classList.remove("future");
        event.target.classList.add("present");
    }, false);
    
    root.addEventListener("impress:stepleave", function (event) {
        event.target.classList.remove("present");
        event.target.classList.add("past");
    }, false);
    
}, false);

// 处理hash相关操作
root.addEventListener("impress:init", function(){
      
    var lastHash = "";
    root.addEventListener("impress:stepenter", function (event) {
        window.location.hash = lastHash = "#/" + event.target.id;
    }, false);
    
    window.addEventListener("hashchange", function () {
        if (window.location.hash !== lastHash) {
            goto( getElementFromHash() );
        }
    }, false);
    
    goto(getElementFromHash() || steps[0], 0);
}, false);

// 绑定键盘事件、触摸事件和点击事件
document.addEventListener("impress:init", function (event) {
    var api = event.detail.api;

    // 绑定键盘事件
    document.addEventListener("keydown", function ( event ) {
        if ( event.keyCode === 9 || ( event.keyCode >= 32 && event.keyCode <= 34 ) || (event.keyCode >= 37 && event.keyCode <= 40) ) {
            event.preventDefault();
        }
    }, false);
    
    document.addEventListener("keyup", function ( event ) {
        if ( event.keyCode === 9 || ( event.keyCode >= 32 && event.keyCode <= 34 ) || (event.keyCode >= 37 && event.keyCode <= 40) ) {
            switch( event.keyCode ) {
                case 33: // pg up
                case 37: // left
                case 38: // up
                         api.prev();
                         break;
                case 9:  // tab
                case 32: // space
                case 34: // pg down
                case 39: // right
                case 40: // down
                         api.next();
                         break;
            }
            
            event.preventDefault();
        }
    }, false);
    
    // 绑定链接点击事件
    document.addEventListener("click", function ( event ) {
        var target = event.target;
        while ( (target.tagName !== "A") &&
                (target !== document.documentElement) ) {
            target = target.parentNode;
        }
        
        if ( target.tagName === "A" ) {
            var href = target.getAttribute("href");
            
            // if it's a link to presentation step, target this step
            if ( href && href[0] === '#' ) {
                target = document.getElementById( href.slice(1) );
            }
        }
        
        if ( api.goto(target) ) {
            event.stopImmediatePropagation();
            event.preventDefault();
        }
    }, false);
    
    // 绑定对象点击事件
    document.addEventListener("click", function ( event ) {
        var target = event.target;
        while ( !(target.classList.contains("step") && !target.classList.contains("active")) &&
                (target !== document.documentElement) ) {
            target = target.parentNode;
        }
        
        if ( api.goto(target) ) {
            event.preventDefault();
        }
    }, false);
    
    // 绑定触摸事件
    document.addEventListener("touchstart", function ( event ) {
        if (event.touches.length === 1) {
            var x = event.touches[0].clientX,
                width = window.innerWidth * 0.3,
                result = null;
                
            if ( x < width ) {
                result = api.prev();
            } else if ( x > window.innerWidth - width ) {
                result = api.next();
            }
            
            if (result) {
                event.preventDefault();
            }
        }
    }, false);

    // 绑定页面resize事件
    window.addEventListener("resize", throttle(function () {
        api.goto( document.querySelector(".step.active"), 500 );
    }, 250), false);
    
}, false);

我们来梳理一遍，初始化过程做了什么事：

• init()函数中主要初始化画布、step以及impress对象内部用到的一些状态
• 绑定到impress:init事件上的函数把其他需要绑定的事件都进行了绑定，让impress可以正常工作

接下来我们分析step切换过程，来看看goto函数都干了什么

什么？你有点累了？加把劲，一定要看完goto

var goto = function ( el, duration ) {
    
    if ( !initialized || !(el = getStep(el)) ) {
        //如果没初始化或者el不是一个step就返回
        return false;
    }
    
    // 为了避免载入时候浏览器滚动，手动滚动到0，0
    window.scrollTo(0, 0);
    
    var step = stepsData["impress-" + el.id];
    
    // 清理当前活跃step上面的标记
    if ( activeStep ) {
        activeStep.classList.remove("active");
        body.classList.remove("impress-on-" + activeStep.id);
    }
    // 给el加活跃标记
    el.classList.add("active");
    
    body.classList.add("impress-on-" + el.id);
    
    // 计算canvas相对于当前step的变换参数
    var target = {
        rotate: {
            x: -step.rotate.x,
            y: -step.rotate.y,
            z: -step.rotate.z
        },
        translate: {
            x: -step.translate.x,
            y: -step.translate.y,
            z: -step.translate.z
        },
        scale: 1 / step.scale
    };
    
    // 处理缩放
    var zoomin = target.scale >= currentState.scale;
    
    duration = toNumber(duration, config.transitionDuration);
    var delay = (duration / 2);
    
    // 如果el就是当前活跃step，重新计算scale
    if (el === activeStep) {
        windowScale = computeWindowScale(config);
    }
    
    var targetScale = target.scale * windowScale;
    
    // 触发stepleave事件
    if (activeStep && activeStep !== el) {
        onStepLeave(activeStep);
    }
    
    // 这里就是最核心的部分，设置css来实现动画效果
    // 需要注意的是，动画效果有两类：缩放和移动
    // 为了让效果看起来更逼真，这两类动画是分开实现的
    // 缩放应用在root上，移动应用在canvas上
    // 大家还记得元素的结构吗？root下面是canvas，canvas下面是所有step
    // 所以缩放root的时候其实就是缩放canvas
    // 至于为什么分开可以更逼真，请看最后一节的代码详解

    // 这里是把缩放应用到root上
    css(root, {
        transform: perspective( config.perspective / targetScale ) + scale( targetScale ),
        transitionDuration: duration + "ms",
        transitionDelay: (zoomin ? delay : 0) + "ms"
    });
    
    // 这里就是把移动应用到canvas上
    css(canvas, {
        transform: rotate(target.rotate, true) + translate(target.translate),
        transitionDuration: duration + "ms",
        transitionDelay: (zoomin ? 0 : delay) + "ms"
    });
    
    if ( currentState.scale === target.scale ||
        (currentState.rotate.x === target.rotate.x && currentState.rotate.y === target.rotate.y &&
         currentState.rotate.z === target.rotate.z && currentState.translate.x === target.translate.x &&
         currentState.translate.y === target.translate.y && currentState.translate.z === target.translate.z) ) {
        delay = 0;
    }
    
    // 存储当前状态
    currentState = target;
    activeStep = el;

    // 动画执行完毕后触发stepenter事件
    window.clearTimeout(stepEnterTimeout);
    stepEnterTimeout = window.setTimeout(function() {
        onStepEnter(activeStep);
    }, duration + delay);
    
    return el;
};

好了，下面简单看看prev和next函数：

var prev = function () {
    var prev = steps.indexOf( activeStep ) - 1;
    prev = prev >= 0 ? steps[ prev ] : steps[ steps.length-1 ];
    
    return goto(prev);
};

var next = function () {
    var next = steps.indexOf( activeStep ) + 1;
    next = next < steps.length ? steps[ next ] : steps[ 0 ];
    
    return goto(next);
};

很简单吧？他们都是基于goto写的，所以核心的goto搞懂了也就明白prev和next了。

消化代码

非常感谢你能看到这里——或者是直接跳到这里——这篇文章大概是我写过的最长的文章了，如果你觉得不错的话请点个“喜欢”点个“分享”吧！

本来想都写到里的，但是写到这里的话会让本来就很长的文章变得更长。。。所以就把代码详解写成了一个Gist，感兴趣的朋友可以看看：
代码详解