滑動效果的原理及實(shí)踐一個滑動小插件

Jrain 發(fā)布于2019-08-29 12:21 / 1845人閱讀

摘要：支持則認(rèn)為是移動端，否則為端聲明事件函數(shù)端和移動端這個函數(shù)是通用的。滑塊的移動應(yīng)該依據(jù)現(xiàn)在的位置計(jì)算。

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前言

基本原理

html結(jié)構(gòu)

實(shí)踐

小結(jié)

前言

移動端，滑動是很常見的需求。很多同學(xué)都用過swiper.js，本文從原理出發(fā)，實(shí)踐出一個類swiper的滑動小插件ice-skating。

小插件的例子：

移動端

pc端

在寫代碼的過程中產(chǎn)生的一些思考：

滑動的原理是什么

怎么判斷動畫完成

事件綁定到哪個元素，可否使用事件委托優(yōu)化

pc端和移動端滑動有何不同

正在進(jìn)行的動畫觸摸時(shí)怎么取得當(dāng)前樣式

如何實(shí)現(xiàn)輪播

基本原理

滑動就是用transform: translate(x,y)或者transform: translate3d(x,y,z)去控制元素的移動，在松手的時(shí)候判定元素最后的位置，元素的樣式應(yīng)用transform: translate3d(endx , endy, 0)和transition-duration: time來達(dá)到一個動畫恢復(fù)的效果。標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器提供transitionend事件監(jiān)聽動畫結(jié)束，在結(jié)束時(shí)將動畫時(shí)間歸零。

Note: 這里不討論非標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器的實(shí)現(xiàn)，對于不支持transform和transition的瀏覽器，可以使用position: absolute配合left和top進(jìn)行移動，然后用基于時(shí)間的動畫的算法來模擬動畫效果。

html結(jié)構(gòu)

舉例一個基本的結(jié)構(gòu)：

//example

    
        Slide 1
        Slide 2
        Slide 3

transform: translate3d(x,y,z)就是應(yīng)用在className為ice-slide的元素上。這里不展示css代碼，可以在ice-skating的example文件中里查看完整的css。css代碼并不是唯一的，簡單說只要實(shí)現(xiàn)下圖的結(jié)構(gòu)就可以。

從圖中可以直觀的看出，移動的是綠色的元素。className為ice-slide的元素的寬乘于當(dāng)前索引（offsetWidth * index），就是每次穩(wěn)定時(shí)的偏移量。例如最開始transform: translate3d(offsetWidth * 0, 0, 0)，切換到slide2后，transform: translate3d(offsetWidth * 1, 0, 0)，大致就是這樣的過程。

實(shí)踐

源碼位于ice-skating的dist/iceSkating.js。我給插件起名叫ice-skating，希望它像在冰面一樣順暢^_^

兼容各模塊標(biāo)準(zhǔn)的容器

以前我們會將代碼包裹在一個簡單的匿名函數(shù)里，現(xiàn)在需要加一些額外的代碼來兼容各種模塊標(biāo)準(zhǔn)。

(function (global, factory) {
    typeof exports === "object" && typeof module !== "undefined" ? factory(exports) :
    typeof define === "function" && define.amd ? define(["exports"], factory) :
    (factory((global)));
}(this, (function (exports) { 
"use strict";

})));

狀態(tài)容器

用兩個對象來存儲信息

一個頁面可以實(shí)例化很多滑動對象，mainStore存儲的是每個對象的信息，比如寬高，配置參數(shù)之類的。

state存儲的是觸摸之類的臨時(shí)信息，每次觸摸后都會清空。

var mainStore = Object.create(null);
var state = Object.create(null);

Object.create(null)創(chuàng)建的對象不會帶有Object.prototype上的方法，因?yàn)槲覀儾恍枰鼈?，例?b>toString、valueOf、hasOwnProperty之類的。

構(gòu)造函數(shù)

function iceSkating(option){
    if (!(this instanceof iceSkating)) return new iceSkating(option);
}
iceSkating.prototype = { 
}

if (!(this instanceof iceSkating)) return new iceSkating(option);很多庫和框架都有這句，簡單說就是不用new生成也可以生成實(shí)例。

觸摸事件

對于觸摸事件，在移動端，我們會用touchEvent，在pc端，我們則用mouseEvent。所以我們需要檢測支持什么事件。

iceSkating.prototype = {
    support: {
        touch: (function(){
            return !!(("ontouchstart" in window) || window.DocumentTouch && document instanceof DocumentTouch);
        })()
    }

支持touch則認(rèn)為是移動端，否則為pc端

var events = ic.support.touch ? ["touchstart", "touchmove", "touchend"]:["mousedown","mousemove","mouseup"];

聲明事件函數(shù)

pc端和移動端這3個函數(shù)是通用的。

var touchStart = function(e){};
var touchMove = function(e){};
var touchEnd = function(e){};

初始化事件

var ic = this;
var initEvent = function(){
    var events = ic.support.touch ? ["touchstart", "touchmove", "touchend"]:  ["mousedown","mousemove","mouseup"];
    var transitionEndEvents = ["webkitTransitionEnd", "transitionend", "oTransitionEnd",   "MSTransitionEnd", "msTransitionEnd"];
    for (var i = 0; i < transitionEndEvents.length; i++) {
            ic.addEvent(container, transitionEndEvents[i], transitionDurationEndFn, false);
     } 
    ic.addEvent(container, events[0], touchStart, false);
    //默認(rèn)阻止容器元素的click事件
    if(ic.store.preventClicks) ic.addEvent(container, "click", ic.preventClicks, false);
    if(!isInit){
    ic.addEvent(document, events[1], touchMove, false);
    ic.addEvent(document, events[2], touchEnd, false);
    isInit = true;
    }
};

touchStart和transitionDurationEndFn函數(shù)每個實(shí)例的容器都會綁定，但是所有實(shí)例共用touchMove和touchEnd函數(shù)，它們只綁定在document，并且只會綁定一次。使用事件委托有兩個好處：

減少了元素綁定的事件數(shù)，提高了性能。

如果將touchMove和touchEnd也綁定在容器元素上，當(dāng)鼠標(biāo)移出容器元素時(shí)，我們會“失去控制”。在document上意味著可以“掌控全局”。

過程分析

不會把封裝的函數(shù)的代碼都一一列出來，但會說明它的作用。

觸碰瞬間 touchStart函數(shù)：

會在觸碰的第一時(shí)間調(diào)用，基本都在初始化state的信息

var touchStart = function(e){
    //mouse事件會提供which值， e.which為3時(shí)表示按下鼠標(biāo)右鍵，鼠標(biāo)右鍵會觸發(fā)mouseup，但右鍵不允許移動滑塊
     if (!ic.support.touch && "which" in e && e.which === 3) return;
    //獲取起始坐標(biāo)。TouchEvent使用e.targetTouches[0].pageX，MouseEvent使用e.pageX。
    state.startX = e.type === "touchstart" ? e.targetTouches[0].pageX : e.pageX;
        state.startY = e.type === "touchstart" ? e.targetTouches[0].pageY : e.pageY;
    //時(shí)間戳
       state.startTime = e.timeStamp;
       //綁定事件的元素
    state.currentTarget = e.currentTarget;
    state.id = e.currentTarget.id;
        //觸發(fā)事件的元素
    state.target = e.target;
    //獲取當(dāng)前滑塊的參數(shù)信息
        state.currStore = mainStore[e.currentTarget.id];
       //state的touchStart 、touchMove、touchEnd代表是否進(jìn)入該函數(shù)
    state.touchEnd = state.touchMove = false;
    state.touchStart = true;
       //表示滑塊移動的距離
    state.diffX = state.diffY = 0;
       //動畫運(yùn)行時(shí)的坐標(biāo)與動畫運(yùn)行前的坐標(biāo)差值
    state.animatingX = state.animatingY = 0;
};

移動

在移動滑塊時(shí)，可能滑塊正在動畫中，這是需要考慮一種特殊情況。滑塊的移動應(yīng)該依據(jù)現(xiàn)在的位置計(jì)算。
如何知道動畫運(yùn)行中的信息呢，可以使用window.getComputedStyle(element, [pseudoElt])，它返回的樣式是一個實(shí)時(shí)的 CSSStyleDeclaration 對象。用它取transform的值會返回一個 2D 變換矩陣，像這樣matrix(1, 0, 0, 1, -414.001, 0)，最后兩位就是x,y值。

簡單封裝一下，就可以取得當(dāng)前動畫translate的x,y值了。

var getTranslate = function(el){
    var curStyle = window.getComputedStyle(el);
    var curTransform = curStyle.transform || curStyle.webkitTransform;
    var x,y; x = y = 0;
    curTransform = curTransform.split(", ");
    if (curTransform.length === 6) {
        x = parseInt(curTransform[4], 10);
        y = parseInt(curTransform[5], 10);
    }
       return {"x": x,"y": y};
};

touchMove函數(shù)：

移動時(shí)會持續(xù)調(diào)用，如果只是點(diǎn)擊操作，不會觸發(fā)touchMove。

var touchMove = function(e){
   // 1. 如果當(dāng)前觸發(fā)touchMove的元素和觸發(fā)touchStart的元素不一致，不允許滑動。
   // 2. 執(zhí)行touchMove時(shí)，需保證touchStart已執(zhí)行，且touchEnd未執(zhí)行。
  if(e.target !== state.target || state.touchEnd || !state.touchStart)    return;
  state.touchMove = true;
  //取得當(dāng)前坐標(biāo)
  var currentX = e.type === "touchmove" ? e.targetTouches[0].pageX : e.pageX;
  var currentY = e.type === "touchmove" ? e.targetTouches[0].pageY : e.pageY;
  var currStore = state.currStore;
   //觸摸時(shí)如果動畫正在運(yùn)行
  if(currStore.animating){
       // 取得當(dāng)前元素translate的信息
        var animationTranslate = getTranslate(state.currentTarget);
        //計(jì)算動畫的偏移量，currStore.translateX和currStore.translateY表示的是滑塊最近一次穩(wěn)定時(shí)的translate值
        state.animatingX = animationTranslate.x - currStore.translateX;
        state.animatingY = animationTranslate.y - currStore.translateY;
        currStore.animating = false;
        //移除動畫時(shí)間
        removeTransitionDuration(currStore.container);
    }
   //如果輪播進(jìn)行中，將定時(shí)器清除
   if(currStore.autoPlayID !== null){
        clearTimeout(currStore.autoPlayID);
        currStore.autoPlayID = null;
    }
   //判斷移動方向是水平還是垂直
   if(currStore.direction === "x"){
        //currStore.touchRatio是移動系數(shù)
        state.diffX = Math.round((currentX - state.startX) * currStore.touchRatio);
        //移動元素
        translate(currStore.container, state.animatingX + state.diffX +       state.currStore.translateX, 0, 0);
        }else{
            state.diffY = Math.round((currentY - state.startY) * state.currStore.touchRatio);
            translate(currStore.container, 0, state.animatingY + state.diffY + state.currStore.translateY, 0);
        }
    };

translate函數(shù)：

如果支持translate3d，會優(yōu)先使用它，translate3d會提供硬件加速。有興趣可以看看這篇blog兩張圖解釋CSS動畫的性能

    var translate = function(ele, x, y, z){
        if (ic.support.transforms3d){
            transform(ele, "translate3d(" + x + "px, " + y + "px, " + z + "px)");
        } else {
            transform(ele, "translate(" + x + "px, " + y + "px)");
        }
    };

觸摸結(jié)束 touchEnd函數(shù)：

在觸摸結(jié)束時(shí)調(diào)用。

var touchEnd = function(e){
    state.touchEnd = true;
    if(!state.touchStart) return;
    var fastClick ;
    var currStore = state.currStore;
    //如果整個觸摸過程時(shí)間小于fastClickTime，會認(rèn)為此次操作是點(diǎn)擊。但默認(rèn)是屏蔽了容器的click事件的，所以提供一個clickCallback參數(shù)，會在點(diǎn)擊操作時(shí)調(diào)用。
    if(fastClick = (e.timeStamp - state.startTime) < currStore.fastClickTime && !state.touchMove && typeof currStore.clickCallback === "function"){
        currStore.clickCallback();
    }
    if(!state.touchMove) return;
    //如果移動距離沒達(dá)到切換頁的臨界值，則讓它恢復(fù)到最近的一次穩(wěn)定狀態(tài)
    if(fastClick || (Math.abs(state.diffX) < currStore.limitDisX && Math.abs(state.diffY) < currStore.limitDisY)){
    //在transitionend事件綁定的函數(shù)中判定是否重啟輪播，但是如果transform前后兩次的值一樣時(shí)，不會觸發(fā)transitionend事件，所以在這里判定是否重啟輪播
    if(state.diffX === 0 && state.diffY === 0 && currStore.autoPlay) autoPlay(currStore);
       //恢復(fù)到最近的一次穩(wěn)定狀態(tài)
       recover(currStore, currStore.translateX, currStore.translateY, 0);
    }else{
        //位移滿足切換
        if(state.diffX > 0 || state.diffY > 0) {
            //切換到上一個滑塊
            moveTo(currStore, currStore.index - 1);
        }else{
            //切換到下一個滑塊
            moveTo(currStore, currStore.index + 1);
        }    
    }
};

transitionDurationEndFn函數(shù)：

動畫執(zhí)行完成后調(diào)用

var transitionDurationEndFn = function(){
    //將動畫狀態(tài)設(shè)置為false
    ic.store.animating = false;
    //執(zhí)行自定義的iceEndCallBack函數(shù)
    if(typeof ic.store.iceEndCallBack === "function")  ic.store.iceEndCallBack();
        //將動畫時(shí)間歸零
        transitionDuration(container, 0);
    //清空state
    if(ic.store.id === state.id) state = Object.create(null);
};

至此，一個完整的滑動過程結(jié)束。

實(shí)現(xiàn)輪播

第一時(shí)間想到的是使用setInterval或者遞歸setTimeout實(shí)現(xiàn)輪播，但這樣做并不優(yōu)雅。

事件循環(huán)(EventLoop)中setTimeout或setInterval會放入macrotask 隊(duì)列中，里面的函數(shù)會放入microtask，當(dāng)這個 macrotask 執(zhí)行結(jié)束后所有可用的 microtask 將會在同一個事件循環(huán)中執(zhí)行。

我們極端的假設(shè)setInterval設(shè)定為200ms，動畫時(shí)間設(shè)為1000ms。每隔200ms， macrotask 隊(duì)列中就會插入setInterval，但我們的動畫此時(shí)沒有完成，所以用setInterval或者遞歸setTimeout的輪播在這種情況下是有問題的。

最佳思路是在每次動畫結(jié)束后再將輪播開啟。

//動畫結(jié)束執(zhí)行的函數(shù)：
var transitionDurationEndFn = function(){
      ...
      //檢測是否開啟輪播
      if(ic.store.autoPlay) autoPlay(ic.store);
};

輪播函數(shù)也相當(dāng)簡單

var autoPlay = function(store){
       store.autoPlayID = setTimeout(function(){
        //當(dāng)前滑塊的索引
        var index = store.index;
        ++index;
        //到最后一個了，重置為0
        if(index === store.childLength){
           index = 0;
        }
        //移動
        moveTo(store, index);
        },store.autoplayDelay);        
};

小結(jié)

本文記錄了我思考的過程，代碼應(yīng)該還有很多地方值得完善。

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