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破解前端面试(80% 应聘者不及格系列):从 DOM 说起

共 7384 字,读完需 10 分钟。本文为《破解前端面试(80% 应聘者不及格系列)》文章的第二篇,包含 DOM、Event、浏览器端优化、数据结构和算法功底的考察。可能有同学会问 DOM 有什么好聊的,不就是节点的各种操作么?DOM 是网页构建的基石,熟练掌握各种操作、知晓可能的问题、熟悉优化手段,才能做到在工程实践中从容不迫。系列文章链接:闭包篇。下面开始聊 DOM 的话题。

如何修改页面内容?

考察候选人对 DOM 基础知识的掌握程度时,笔者常抛出这样的问题:页面上有个空的无序列表节点,用 <ul></ul> 表示,要往列表中插入 3 个 <li>,每个列表项的文本内容是列表项的插入顺序,取值 1, 2, 3,怎么用原生的 JS 实现这个需求?同时约定,为方便获取节点引用,可以根据需要为 <ul> 节点加上 id 或者 class 属性。

超过 80% 的候选人能完成需求,先为 ul 加上选择符:

<ul id="list"></ul>复制代码

然后给出节点创建代码:

var container = document.getElementById('list');
for (var i = 0; i < 3; i++) {
    var item = document.createElement('li');
    item.innerText = i + 1;
    container.appendChild(item);
}复制代码

也有候选人给出下面的代码:

var container = document.getElementById('list');
var html = [];
for (var i = 0; i < 3; i++) {
    html.push('<li>' + (i + 1) + '</li>');
}
container.innerHTML = html.join('');复制代码

这个都写不出来的同学要去面壁了(可能你能用各种库、框架能写出来,但是等你需要调试 bug,分析问题,就会捉襟见肘)。你也可能在心里嘀咕,上来就写代码,还是面试么?可以说代码是工程师最主要的产出,看着候选人编码能让你熟悉他的思考方式、编码风格、代码习惯,很容能看出来是不是“对味儿”的候选人。

坦率的说,上面的两份代码只能说满足了需求,但是如果做到了以下几点,会有加分:

  1. 变量命名:节点类的变量,加上 nd 前缀,会更加容易辨识,当然,也有同学习惯借用 jquery 中的 $,关于变量命名的更多内容可以去阅读《可读代码的艺术》;
  2. 选择符命名:给 CSS 用和 JS 用的选择符分开,给 JS 用的选择符建议加上 js-J- 前缀,提高可读性,还有没有其他好处,请思考;
  3. 容错能力:应该对节点的存在性做检查,这样代码才能更健壮,实际工作中,很可能你的这段代码会把其他功能搞砸,因为单个地方 JS 报错是可能导致后续代码不执行的,为啥要这样做?不理解的同学可以去看看防御性编程
  4. 最小作用域原则:应该把代码段包在声明即执行的函数表达式(IIFE)里,不产生全局变量,也避免变量名冲突的风险,这是维护遗留代码必须谨记的。

下面是综合上面四点的改良版(只针对第1份代码):

(() => {
    var ndContainer = document.getElementById('js-list');
    if (!ndContainer) {
        return;
    }

    for (var i = 0; i < 3; i++) {
        var ndItem = document.createElement('li');
        ndItem.innerText = i + 1;
        ndContainer.appendChild(ndItem);
    }
})();复制代码

在候选人给出代码之后,笔者常顺便追问:选取节点是否有其他方法?还有哪些?这个问题留给你自己。

追问1:如何绑定事件?

现在页面上有了内容,接下来添加交互。问题:要当每个 <li> 被单击的时候 alert 里面的内容,该怎么做?部分候选人不假思索地给出如下代码:

//...
for (var i = 0; i < 3; i++) {
    var ndItem = document.createElement('li');
    ndItem.innerText = i + 1;
    ndItem.addEventListener('click', function () {
        alert(i);
    });
    ndContainer.appendChild(ndItem);
}
//...复制代码

或下面的代码:

//...
for (var i = 0; i < 3; i++) {
    var ndItem = document.createElement('li');
    ndItem.innerText = i + 1;
    ndItem.addEventListener('click', function () {
        alert(ndItem.innerText);
    });
    ndContainer.appendChild(ndItem);
}
//...复制代码

如果你对闭包和作用域理解没问题,就很容易发现问题:alert 出来的内容其实都是 3,而不是每个 <li> 的文本内容。上面两段代码都不能满足需求,因为 indItem 的作用域范围是相同的。使用 ES6 的块级作用域能把问题解决:

//...
for (let i = 0; i < 3; i++) {
    const ndItem = document.createElement('li');
    ndItem.innerText = i + 1;
    ndItem.addEventListener('click', function () {
        alert(i);
    });
    ndContainer.appendChild(ndItem);
}
//...复制代码

而熟悉 addEventListener 文档的候选人会给出下面的方法:

//...
for (var i = 0; i < 3; i++) {
    var ndItem = document.createElement('li');
    ndItem.innerText = i + 1;
    ndItem.addEventListener('click', function () {
        alert(this.innerText);
    });
    ndContainer.appendChild(ndItem);
}
//...复制代码

因为 EventListener 里面默认的 this 指向当前节点,比较喜欢使用箭头函数的同学则需要格外注意,因为箭头函数会强制改变函数的执行上下文。笔者的判断标准是到这里算及格,你及格了么?

聊到这里,笔者有时候还会追问:绑定事件除了 addEventListener 还有其他方式么?如果使用 onclick 会存在什么问题?

追问2:数据量变大之后?

貌似上面的问题都没啥挑战,别着急,难度继续增加。如果要插入的 <li> 是 300 个,该怎么解决?

部分同学会粗暴的把循环终止条件修改为 i < 300,这样没有明显的问题,但细想你会发现,在 DOM 中注册的事件监听函数增加了 100 倍,有更好的办法么?读到这里你肯定已经想到了,对,就是事件委托(英文 Event Delegation,亦称事件代理)。

使用事件委托能有效的减少事件注册的数量,并且在子节点动态增减是无需修改代码,使用事件委托的代码如下:

(() => {
    var ndContainer = document.getElementById('js-list');
    if (!ndContainer) {
        return;
    }

    for (let i = 0; i < 300; i++) {
        const ndItem = document.createElement('li');
        ndItem.innerText = i + 1;
        ndContainer.appendChild(ndItem);
    }

    ndContainer.addEventListener('click', function (e) {
        const target = e.target;
        if (target.tagName === 'LI') {
            alert(target.innerHTML);
        }
    });
})();复制代码

如果你不知道事件委托是什么、实现原理是什么、使用它有什么好处,请花点时间去研究下,能让你写出更好的代码,遇到没听过事件委托的候选人我会追问“标准 DOM 事件的发生流程”,如果熟悉,再引导他理解事件委托,直到写出代码,这个过程能看出来候选人思维是否灵活。

回到正题,相当部分的代码在数据量变大之后容易出各种问题。如果要在 <ul> 中插入 30000 个 <li>,会有什么问题?代码需要怎么改进?几乎可以肯定,页面体验不再流畅,甚至会出现明显的卡顿感,该怎么解决?

出现卡顿感的主要原因是每次循环都会修改 DOM 结构,外加大循环执行时间过长,浏览器的渲染帧率(FPS)过低。而实际上,包含 30000 个 <li> 的长列表,用户不会立即看到全部,大部分甚至根本都不会看,那部分都没有渲染的必要,好在现代浏览器提供了 requestAnimationFrame API 来解决非常耗时的代码段对渲染的阻塞问题,不知道 requestAnimationFrame 用法和原理的请研究下这篇文章,该技术在 ReactAngular 里面都有使用,如果你理解了 requestAnimationFrame 的原理,就很容易理解最新的 React Fiber 算法

综合上面的分析,可以从减少 DOM 操作次数、缩短循环时间两个方面减少主线程阻塞的时间。减少 DOM 操作次数的良方是 DocumentFragment;而缩短循环时间则需要考虑使用分治的思想把 30000 个 <li> 分批次插入到页面中,每次插入的时机是在页面重新渲染之前。由于 requestAnimationFrame 并不是所有的浏览器都支持,Paul Irish 给出了对应的 polyfill,这个 Gist 也非常值得你学习。

下面是完整的代码示例:

(() => {
    const ndContainer = document.getElementById('js-list');
    if (!ndContainer) {
        return;
    }

    const total = 30000;
    const batchSize = 4; // 每批插入的节点次数,越大越卡
    const batchCount = total / batchSize; // 需要批量处理多少次
    let batchDone = 0;  // 已经完成的批处理个数

    function appendItems() {
        const fragment = document.createDocumentFragment();
        for (let i = 0; i < batchSize; i++) {
            const ndItem = document.createElement('li');
            ndItem.innerText = (batchDone * batchSize) + i + 1;
            fragment.appendChild(ndItem);
        }

        // 每次批处理只修改 1 次 DOM
        ndContainer.appendChild(fragment);

        batchDone += 1;
        doBatchAppend();
    }

    function doBatchAppend() {
        if (batchDone < batchCount) {
            window.requestAnimationFrame(appendItems);
        }
    }

    // kickoff
    doBatchAppend();

    ndContainer.addEventListener('click', function (e) {
        const target = e.target;
        if (target.tagName === 'LI') {
            alert(target.innerHTML);
        }
    });
})();复制代码

读到这里的同学,应该已经理解这一节讨论的要点:大批量 DOM 操作对页面渲染的影响以及优化的手段,性能对用户来说是功能不可分割的部分。

追问3:DOM 树的遍历?

数据结构和算法在很多人前端同学看来是没啥用的东西,实际上他们掌握的也不好,但不论前端还是后端,扎实的 CS 基础是工程师必备的知识储备,有了这种储备在面临复杂的问题,才能彰显出工程师的价值。JS 中的 DOM 可以天然的跟这种数据结构联系起来,相信大家都不陌生,比如给定下面的 HTML 片段:

<div class="root">
    <div class="container">
        <section class="sidebar">
            <ul class="menu"></ul>
        </section>
        <section class="main">
            <article class="post"></article>
            <p class="copyright"></p>
        </section>
    </div>
</div>复制代码

对这颗 DOM 树,期望给出广度优先遍历(BFS)的代码实现,遍历到每个节点时,打印出当前节点的类型及类名,例如上面的树广度优先遍历结果为:

DIV .root
DIV .container
SECTION .sidebar
SECTION .main
UL .menu
ARTICLE .post
P .copyright复制代码

这要求候选人对 DOM 树中节点关系的表示方式比较清楚,关键属性是 childNodeschildren,两者有细微的差别。如果是深度优先的遍历(DFS),使用递归非常容易写出来,但是广度优先则需要使用队列这种数据结构来管理待遍历的节点,读到这里,请你找出纸笔,思考 1 分钟,看能不能自己写出来。

下面给出一种参考的实现,代码比较简单,就不多做解释:

const traverse = (ndRoot) => {
    const queue = [ndRoot];
while (queue.length) {
const node = queue.shift();
printInfo(node); if (!node.children.length) { continue; } Array.from(node.children).forEach(x => queue.push(x));
} }; const printInfo = (node) => { console.log(node.tagName, `.${node.className}`); }; // kickoff traverse(document.querySelector('.root'));复制代码

如果你对树和树的遍历理解不清,请仔细看上文的外链。最后,再追问一个问题,如果要在打印节点的时候输出节点在树中的层次,该怎么解决?

总结和思考题

本文以基本的 DOM 操作为出发点,接下来聊到事件绑定,和渲染性能优化,最后聊到工程师避不开的数据结构和算法。如果你是面试官,你会怎么跟候选人聊?如果你想学好 DOM,只看这篇文章远远不够,文中给大家留了 3 道思考题,也外链超过 10 个学习资料,希望对大家有用。

One More Thing

本文作者王仕军,商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。如果你觉得本文对你有帮助,请点赞!如果对文中的内容有任何疑问,欢迎留言讨论。想知道我接下来会写些什么?欢迎订阅我的掘金专栏

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