【重温基础】17.WebAPI介绍

本文是 重温基础 系列文章的第十七篇。

今日感受：挑战。

系列目录：

• 【复习资料】ES6/ES7/ES8/ES9资料整理(个人整理)
• 【重温基础】1-14篇
• 【重温基础】15.JS对象介绍
• 【重温基础】16.JSON对象介绍

本章节复习的是JS中的关于WebAPI相关知识，介绍的API比较多。

前置知识：需要了解 JS 对象 的相关知识。

1.WebAPI介绍

API：应用程序接口，是基于编程语言构建的结构，使开发人员更容易地创建复杂的功能。它们抽象了复杂的代码，并提供一些简单的接口规则直接使用。

客户端JavaScript提供很多可用的API，他们本身不是JavaScript语言的一部分，却建立在JavaScript语言核心的顶部，为使用JavaScript代码提供额外的超强能力。他们通常分为两类：

• 浏览器API ：

内置于Web浏览器，可以从浏览器和电脑周围环境获取数据，并用于复杂的操作。例如 Geolocation API 提供了一些简单的JavaScript结构来获取位置数据，这种API通常抽象很多复杂逻辑，我们只要调用API即可。

• 第三方API ：

缺省情况下不会内置于浏览器，而必须在Wen中某个地方获取代码和信息，例如 Twitter API 可以推送最新推文给我们，它提供一系列第三方API让我们获取Twitter的服务和信息。

1.1 API如何工作

那么，这些API是如何工作的？不同的JavaScript的API工作内容不同，但具有以下几个相同点：

1. 都是基于对象

API通过使用一个或多个JavaScript对象与我们的代码交互，这些对象作为API使用的数据（包含在对象属性中）的容器，和API提供的功能（包含在对象的方法中）。

如 Geolocation API 则是由以下几个对象组成：

• Geolocation , 包含三种控制地理数据检索的方法。
• Position , 表示在给定的时间的相关设备的位置。它包含一个当前位置的 Coordinates 对象。还包含了一个时间戳,这个时间戳表示获取到位置的时间。
• Coordinates ,包含有关设备位置的大量有用数据，包括经纬度，高度，运动速度和运动方向等。

通常这么使用：

navigator.geolocation.getCurrentPosition(function(options){
    // ... do something
});

1. 都有可识别的入口点

即API的入口位置，如 Geolocation API 的入口在 Navigator.geolocation 属性, 它返回浏览器的 Geolocation 对象，所有有用的地理定位方法都可用。

在 文档对象模型(DOM) 的API入口位置更简单，常常都挂载在 Document 对象上，或者 HTML 元素上：

let a = document.createElement('div');// 创建一个新的div元素
let b = document.querySelector('div');// 获取一个已经存在的div元素
a.textContent = "hi leo!";  // 给a元素设置文本
b.appendChild(a);           // 将a元素添加到b元素下
// <div>hi leo!</div>

详细的后面介绍。

1. 都使用事件来处理状态的变化

有些特定的API会包含一些事件，当事件触发，我们便可以运行函数的处理属性，做一些不同的操作。例如 XMLHttpRequest 对象的实例，有很多的事件可以调用。

// 简单写
const url = "https://www.baidu.com";
const req = new XMLHttpRequest();
req.open('GET', url);
req.responseType = "json";
req.send();
req.onload = function(){
    // ... do something
}

1. 都会在适当位置提供额外的安全机制

主要还是处于安全考虑，提供额外的安全机制，比如常见同源策略，一些特定页面只能在https协议的网页工作等。

接下来看看这些API都能实现什么作用。

2.文档API

我们在开发web页面和应用时，就会经常操作页面文档的结构，这里就会大量用到 document 对象，控制HTML和样式信息的 文档对象模型（DOM） 。

下面贴一张web页面视图中的浏览器的主要部分（来源MDN）：

介绍：

• window ：是载入浏览器的标签，JavaScript中用 Window 对象表示，可以实现很多操作：获取窗口大小，操作载入窗口的文档，存储文档数据等。
• navigator ：浏览器存在web上的状态和表示（即用户代理），JavaScript中用 Navigator 对象表示，用于获取对象的一些信息，如：摄像头的地理信息，用户偏爱的语言等。
• document ：是实际载入窗口的页面，JavaScript中用 Document 对象表示，可以实现很多文档操作：获取DOM元素，修改文本内容，设置新样式等。

2.1 文档对象模型(DOM)

在浏览器标签中当前载入的文档用文档对象模型(Document Object Model，简称DOM)表示。

这是一个由浏览器生成的“树结构”，使得编程语言可以很容易访问HTML结构，操作等。

下面是基本的DOM操作：

let a = document.createElement('a');// 1. 创建一个新的a元素
let b = document.querySelector('a');// 2. 获取一个已经存在的a元素
a.textContent = "进入pingan8787博客";  // 3. 给a元素设置文本
a.href = "http://www.pingan8787.com"; // 4. 给a元素添加跳转地址
a.style.color = "red";                // 5. 给a元素添加样式
a.style.backgroundColor = "black";
a.setAttribute("my_class");    // 6. 给a元素添加class类名
b.appendChild(a);              // 7. 将a元素添加到b元素下

这么一个简单的例子，实际可以看出DOM提供的方法很多，下面分类介绍下这些方法：

1. DOM HTML操作

• 改变HTML输出流 ：

通过 document.write() 直接修改HTML输出流写内容。

document.write("hello leo");

注意：千万不要在文档加载之后使用，否则覆盖文档。

• 改变HTML内容 ：

通过 innerHTML 属性来改变HTML元素的内容：

document.getElementById(id).innerHTML = new HTML;
// 通过ID获取  （getElementById）
// 通过name属性（getElementsByName）
// 通过标签名  （getElementsByTagName）
// 通过类名    （getElementsByClassName）
// 获取html的方法 （document.documentElement）
// 获取body的方法 （document.body）
// 通过选择器获取一个元素（querySelector）
// 通过选择器获取一组元素（querySelectorAll）

例子：

document.getElementById("id1").innerHTML = "hello leo!"

• 改变HTML属性 ：

通过 attribute 属性来改变元素的属性：

document.getElementById(id).attribute = new value

例子：

<img id = "id1" src ="a.jpg">

document.getElementById("id1").src = "leo.png";

详细的文档可以查看 HTML DOM Document 对象

1. DOM CSS操作

• 改变HTML样式

通过 style.styleName 属性修改元素的样式：

document.getElementById(id).style.property = new style;

例子：

document.getElementById("id1").style.color = "red";
document.getElementById("id1").style.backgroundColor = "green";

注意： style 后面的样式的属性名只能使用 命名小驼峰 。

1. DOM 事件操作

如要对元素做点击事件的绑定，可以在HTML的 onclick 事件属性上绑定方法：

<div onclick="fun()"></div>
<div onclick="fun(prams)"></div>

另外可以绑定的事件类型还有很多：

<div onload="fun()"></div>
<div onchange="fun()"></div>
<div onmouseover="fun()"></div>
<div onmousedown="fun()"></div>

详细的文档可以查看 HTML DOM Event 对象

1. DOM 节点操作

• 创建新的HTML元素

需要先创建一个新元素节点，然后在使用 appendChild 方法，向一个已存在的元素上追加这个新元素：

<div id = "id1"></div>

// 创建新元素节点
let a = document.createElement('p');
let b = document.createTextNode('新的文本');
a.appendChild(b);

// 获取已存在元素
let div = document.getElementById('id1');

// 追加新元素
div.appendChild(a);

• 删除已有的HTML元素

如果需要删除HTML元素，就必须先获得该元素的父元素，再使用 removeChild 方法删除：

<div id = "id1">
    <p id = "id2">hello leo</p>
</div>

let a = document.getElementById("id1");
let b = document.getElementById("id2");
a.removeChild(b);

2.2 Window对象

Window 对象表示浏览器中打开的窗口。

Window 对象涉及到的属性和方法非常多，具体可以查看 Window 对象 比较详细。

这里一个简单的例子，实现获取视窗（显示文档的内部窗口）的宽高，并设置给指定的Div元素，并且当我们调整窗口时候，也会及时改变Div的宽高。

let div = document.querySelector('div');
// 获取宽高
let w = window.innerWidth;
let h = window.innerHeight;
// 设置宽高
div.style.width = w + 'px';
div.style.heitgh = h + 'px';
// 设置及时调整div宽高
window.onresize = function(){
    w = window.innerWidth;
    h = window.innerHeight;
    div.style.width = w + 'px';
    div.style.heitgh = h + 'px';
}

3.获取服务器数据API

这一部分主要复习 Ajax （全称：Asynchronous JavaScript and XML）。

Ajax 主要要解决的问题是：避免重复加载刷新整个页面，因为有时候我们只是小部分数据更新，这时候我们这要刷新这部分的数据，而不是整个页面。

Ajax 不是新的编程语言，而是一种使用现有标准的新方法。

下面看一下 Ajax 模型图：

Ajax模型包括使用Web API作为代理来更智能地请求数据，而不仅仅是让浏览器重新加载整个页面。让我们来思考这个意义：

比如：我们逛淘宝，搜索或打开商品页面时，顶部导航来和页眉页脚等，都保持不变。

这样做的好处：

• 页面更新更快，减少等待刷新，体验更好，响应更快。
• 下载的数据更少，减少带宽的浪费。

另外为了提高加载速度，网站有时候也会将首次请求和数据存储在用户计算机中，下次再请求就直接先使用本地版本，如果内容有更新才会去服务器获取新数据，原理图：

3.1 Ajax基础使用

XMLHttpRequest 是 AJAX 的基础。

所有现代浏览器均支持 XMLHttpRequest 对象（IE5 和 IE6 使用 ActiveXObject ）。

创建 XMLHttpRequest 对象的语法：

variable=new XMLHttpRequest();
// IE5 和 IE使用 ActiveX 对象：
variable=new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");

为了兼容所有浏览器（包括IE5 IE6），我们就必须检查浏览器是否支持 XMLHttpRequest 对象，若支持则创建 XMLHttpRequest 对象，否则创建 ActiveXObject 对象。

let my_http;
if (window.XMLHttpRequest){
    // 非 ES5 ES6
    my_http=new XMLHttpRequest();
    if (xmlhttp.readyState==4 && xmlhttp.status==200){
        // 网络请求成功后，执行的操作
    }
  }
}else{
    // ES5 ES6
    my_http=new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");
}

3.2 Ajax发送请求

向服务器发送请求时，我们可以使用 XMLHttpRequest 对象的 open() 和 send() 方法：

my_http.open(method,url,async);  
my_http.send(string);

参数解释：

open(method,url,async) 方法接收三个参数：

• method ：请求的类型； GET 或 POST 。
• url ：文件在服务器上的位置。
• async ： true （异步）或 false （同步）。

send(string) 方法接收一个参数：

• string ：仅用于 POST 请求。

例子：

// GET
my_http.open("GET","http://www.baidu.com",true);
my_http.send();

// POST
my_http.open("POST","http://www.baidu.com",true);
my_http.setRequestHeader(
    "Content-type",
    "application/x-www-form-urlencoded"
);  // 添加 HTTP 头
my_http.send("name=leo");

如果POST请求的话需要设置HTTP头：

setRequestHeader(header,value)

参数解释：

setRequestHeader(header,value) 方法接收两个参数：

header
value

3.3 Ajax服务器响应

接收服务器响应，我们可以使用 XMLHttpRequest 对象的 responseText 或 responseXML 属性。

• responseText ：获得 字符串形式 的响应数据。
• responseXML ：获得 XML 形式的响应数据。
• responseText属性

当服务端的响应不是XML，使用 responseText 属性。

若是字符串的响应就可以直接使用。

document.getElementById("id1").inndeHTML = my_http.responseText;

3.4 Ajax readyState

readyState 保存着 XMLHttpRequest 对象的状态。

我们发送Ajax请求的整个过程中， XMLHttpRequest 对象的 readyState 会改变，当 readyState 改变的时候会触发 onreadystatechange 事件。

XMLHttpRequest 对象的三个重要属性：

属性	描述
onreadystatechange	存储函数（或函数名），每当 readyState 属性改变时，就会调用该函数。
readyState	存有 XMLHttpRequest 的状态。从 0 到 4 发生变化。0（请求未初始化），1（服务器连接已建立），2（请求已接收），3（请求处理中），4（请求已完成，且响应已就绪）
status	200（"OK"），404（未找到页面）

通常我们会在 readyState 等于4且 status 等于200时候表示响应已就绪，可以执行业务操作：

if (xmlhttp.readyState==4 && xmlhttp.status==200){
    // 网络请求成功后，执行的操作
}

4.图形绘制API

这里主要介绍的是HTML5新增的 canvas 元素，JavaScript为 canvas 添加了很多API，进一步增强 canvas 。

canvas 元素可以通过JavaScript脚本，在网页上绘制图形。

比如,它可以被用来绘制图形,制作图片集合,甚至用来实现动画效果。你可以(也应该)在元素标签内写入可提供替代的的代码内容，这些内容将会在在旧的、不支持 canvas 元素的浏览器或是禁用了JavaScript的浏览器内渲染并展现。

详细完整的课程推荐：

1. MDN Canvas教程
2. W3C HTML5 Canvas

下面复习一下 canvas 的一个使用流程：

4.1 简单绘制

1. 创建画布，规定元素id、宽度和高度

要在网页中创建 2D 或者 3D 场景，必须在 HTML 文件中插入一个 canvas 元素，以界定网页中的绘图区域。

<canvas id="id1" width="200" height="100">
    卧槽你的浏览器竟然不支持 canvas！
</canvas>

在 canvas 标签内，写一些浏览器不支持画布功能时候的提示内容。

画布默认尺寸为 300 × 150 像素。

1. 获取画布上下文，并完成设置

我们需要获得一个对绘画区域的特殊的引用（称为“ 上下文 ”）用来在画布上绘图。可通过 HTMLCanvasElement.getContext() 方法获得基础的绘画功能，需要提供一个字符串参数来表示所需上下文的类型。

下面创建一个2d画布：

let ctx = canvas.getContext("2d");

ctx 变量包含一个 CanvasRenderingContext2D 对象 ，画布上所有绘画操作都会涉及到这个对象。

下面将画布背景涂黑：

ctx.fillStyle = 'rgb(0, 0, 0)';
ctx.fillRect(0, 0, 200, 100);

4.2 绘制基础

首先需要知道一些2D画布的知识，画布左上角的坐标是(0, 0)，横坐标（x）轴向右延伸，纵坐标（y）轴向下延伸。

1. 绘制实线

ctx.lineTo(100,50);  // 绘制目标坐标
ctx.lineWidth = 5;   // 线条宽度
ctx.stroke();  // 绘制实线

1. 绘制矩形

fillRect(x, y, width, height) 绘制一个填充的矩形

strokeRect(x, y, width, height) 绘制一个矩形的边框

clearRect(x, y, width, height) 清除指定矩形区域，让清除部分完全透明。

x与y指定了在canvas画布上所绘制的矩形的左上角（相对于原点）的坐标。

width和height设置矩形的尺寸。

// 实心矩形
ctx.fillStyle = 'rgb(255, 0, 0)'; // 矩形颜色
ctx.fillRect(50, 50, 100, 150);   // 矩形起止坐标

// 空心矩形
ctx.strokeStyle = 'rgb(255, 255, 255)';// 矩形边框颜色
ctx.strokeRect(25, 25, 175, 200);// 矩形起止坐标

1. 绘制路径

可以通过路径来实现复杂的图形，下面整理了一些常用到的方法：

• beginPath() ：在画笔当前所在位置开始绘制一条路径。在新的画布中，画笔起始位置为 (0, 0)。
• moveTo() ：将画笔移动至另一个坐标点，不记录、不留痕迹，只将画笔“跳”至新位置。
• fill() ：通过为当前所绘制路径的区域填充颜色来绘制一个新的填充形状。
• stroke() ：通过为当前绘制路径的区域描边，来绘制一个只有边框的形状。
• 路径也可和矩形一样使用 lineWidth 和 fillStyle / strokeStyle 等功能。

ctx.fillStyle = 'rgb(255, 0, 0)'; // 设置填充颜色
ctx.beginPath();      // 开始
ctx.moveTo(50, 50);   // 移动到结束点的坐标
// .. 可以在到处移动
ctx.fill();           // 绘制

1. 绘制圆形

arc 方法，该方法有六个参数：

• x,y 为绘制圆弧所在圆上的圆心坐标。
• radius 为半径。
• startAngle 以及 endAngle 参数用弧度定义了开始以及结束的弧度。
• anticlockwise 是布尔值，为true时，是逆时针方向，否则顺时针方向。

这些都是以x轴为基准。

注意：arc()函数中表示角的单位是弧度，不是角度。角度与弧度的js表达式:

弧度=(Math.PI/180)*角度。

cxt.fillStyle="#FF0000";
cxt.beginPath();
cxt.arc(70,18,15,0,Math.PI*2,true);
cxt.closePath();
cxt.fill();

1. 绘制文本

ctx.strokeStyle = 'white';
ctx.lineWidth = 1;
ctx.font = '36px arial';
ctx.strokeText('hello leo !', 50, 50);

ctx.fillStyle = 'red';
ctx.font = '48px georgia';
ctx.fillText('hello leo !', 50, 150);

另外还有一些有样式的文本，可以使用这些属性：

• font = value

当前绘制的文本字体.默认是 10px sans-serif。

• textAlign = value

文本对齐选项. 可选的值包括： start , end , left , right or center . 默认值是 start。

• textBaseline = value

基线对齐选项. 可选的值包括： top , hanging , middle , alphabetic , ideographic , bottom 。默认值是 alphabetic 。

• direction = value

文本方向。可能的值包括： ltr , rtl , inherit 。默认值是 inherit 。

ctx.font = "48px serif";
ctx.textBaseline = "hanging";
ctx.strokeText("Hello leo ", 0, 100);

1. 绘制图片

• drawImage(image, x, y)

其中 image 是 image 或者 canvas 对象， x 和 y 是其在目标 canvas 里的起始坐标。

let img = new Image();
img.src = "leo.png";
img.onload = function(){
    ctx.drawImage(img, 50, 50);
};

drawImage 方法还有更多参数：

ctx.drawImage(image, 20, 20, 185, 175, 50, 50, 185, 175);

• 第一个参数不变，为图片引用。
• 参数 2、3 表示裁切部分左上顶点的坐标，参考原点为原图片本身左上角的坐标。原图片在该坐标左、上的部分均不会绘制出来。
• 参数 4、5 表示裁切部分的长、宽。
• 参数 6、7 表示裁切部分左上顶点在画布中的位置坐标，参考原点为画布左上顶点。
• 参数 8、9 表示裁切部分在画布中绘制的长、宽。本例中绘制时与裁切时面积相同，你也可以定制绘制的尺寸。

详细完整的课程推荐：

1. MDN Canvas教程
2. W3C HTML5 Canvas

5.视频音频API

HTML5提供了用于文档中嵌入富媒体的元素 <video> 和 <audio> 标签，通过元素自带的API来控制视频和音频的播放搜索等。

<video>
  <source src="1.mp4" type="video/mp4">
  <source src="2.webm" type="video/webm">
  <a href="3.mp4">打开mp4</a> 
</video>

5.1 视频

当前，video 元素支持三种视频格式： Ogg / MPEG4 和 WebM 。

简单使用：

<video src="1.ogg" controls="controls"> </video>
<video src="1.ogg" controls="controls" width="320" height="240"> </video>

连接不同视频：

<video width="320" height="240" controls="controls">
    <source src="1.ogg" type="video/ogg">
    <source src="2.mp4" type="video/mp4">
    您的浏览器不支持！
</video>

<video> 与 </video> 之间插入的内容是供不支持 video 元素的浏览器显示的。

<video> 标签的属性：

属性	描述
autoplay	视频在就绪后马上播放
controls	向用户显示控件，比如播放按钮
height	设置视频播放器的高度
width	设置视频播放器的宽度
src	要播放的视频的 URL
preload	视频在页面加载时进行加载，并预备播放，如果使用 "autoplay"，则忽略该属性
loop	当媒介文件完成播放后再次开始播放

另外我们可以为视频创建简单的播放/暂停和调整尺寸的控件，这里需要使用 play() 和 pause() 还有两个属性： paused 和 width 。

更多方法可以查看 HTML5 video - 方法、属性以及事件

5.2 音频

audio 元素能够播放声音文件或者音频流。

当前， audio 元素支持三种视频格式： Ogg Vorbis / MP3 和 Wav 。

简单使用：

<audio src="1.ogg" controls="controls"></audio>

control 属性供添加播放、暂停和音量控件。

<audio> 与 </audio> 之间插入的内容是供不支持 audio 元素的浏览器显示的。

连接不同音频：

<audio controls="controls">
    <source src="1.ogg" type="audio/ogg">
    <source src="2.mp3" type="audio/mpeg">
    您的浏览器不支持！
</audio>

<audio> 标签的属性：

属性	描述
autoplay	视频在就绪后马上播放
controls	向用户显示控件，比如播放按钮
src	要播放的视频的 URL
preload	视频在页面加载时进行加载，并预备播放，如果使用 "autoplay"，则忽略该属性
loop	当媒介文件完成播放后再次开始播放

6.客户端存储API

现代web浏览器会提供一些在客户端存储用户数据的方法，只要用户允许，可以随时取出使用。

使用客户端存储API可以存储的数据量是优先的，具体取决于浏览器或者用户设置 。

存储的方式可以这样分类：

1. 传统方法：cookies

cookie使用比较久了，过时，存在各种安全问题，而且无法存储复杂数据，可能唯一的优势就是对非常老旧浏览器支持，如果业务需要，也可以使用cookie

1. 新流派：Web Storage 和 IndexedDB

现代浏览器所提供的更加简单有效的客户端储存API。

1. 未来：Cache API

一些现代浏览器支持新的 Cache API。这个API是为存储特定HTTP请求的响应文件而设计的，它对于像存储离线网站文件这样的事情非常有用，这样网站就可以在没有网络连接的情况下使用。缓存通常与 Service Worker API 组合使用，尽管不一定非要这么做。

6.1 WebStorage

web storage API只需存储简单的 键/值 对的数据（限制为字符串、数字等类型），并在需要的时候检索其值。

web storage API提供了两种在客户端存储数据的新方法：

localStorage
sessionStorage

localStorage方法：

localStorage.setItem(key, value)
localStorage.getItem(key)
localStorage.removeItem(key)

localStorage.setItem('name','leo');
let leo = localStorage.getItem('name');
leo ; // "leo"
localStorage.removeItem('name');

关闭浏览器以后数据还在。

sessionStorage方法：

sessionStorage.setItem(key, value)
sessionStorage.getItem(key)
sessionStorage.removeItem(key)

sessionStorage.setItem('name','leo');
let leo = sessionStorage.getItem('name');
leo ; // "leo"
sessionStorage.removeItem('name');

关闭浏览器以后数据不在。

7.第三方API

并不是所有的API都是内置在浏览器中，有一些可能是其他网站（如谷歌，Facebook等）提供的API，让开发者调用，从而使用他们的服务和数据等。

API通过使用一个或多个JavaScript对象与我们的代码交互，这些对象作为API使用的数据（包含在对象属性中）的容器，和API提供的功能（包含在对象的方法中）。

例如我们调用谷歌地图的Google Maps APIs ，需要先引入他们开放的JavaScript库。

<script type="text/javascript" src="https://maps.google.com/maps/api/js?key=AIzaSyDDuGt0E5IEGkcE6ZfrKfUtE9Ko_de66pA"></script>

然后就可以这么使用：

navigator.geolocation.getCurrentPosition(function(options){
    // ... do something
});

如 Geolocation API 则是由以下几个对象组成：

• Geolocation , 包含三种控制地理数据检索的方法。
• Position , 表示在给定的时间的相关设备的位置。它包含一个当前位置的 Coordinates 对象。还包含了一个时间戳,这个时间戳表示获取到位置的时间。
• Coordinates ,包含有关设备位置的大量有用数据，包括经纬度，高度，运动速度和运动方向等。