JavaScript 數據結構與算法之美 - 實現一個前端路由，如何實現瀏覽器的前進與後退？

時間 2019-11-16

標籤 javascript 數據結構算法之美實現一個前端路由如何瀏覽器前進後退欄目 JavaScript 简体版

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1. 需求

若是要你實現一個前端路由，應該如何實現瀏覽器的前進與後退？前端

2. 問題

首先瀏覽器中主要有這幾個限制，讓前端不能隨意的操做瀏覽器的瀏覽紀錄：vue

沒有提供監聽前進後退的事件。
不容許開發者讀取瀏覽紀錄，也就是 js 讀取不了瀏覽紀錄。
用戶能夠手動輸入地址，或使用瀏覽器提供的前進後退來改變 url。

因此要實現一個自定義路由，解決方案是本身維護一份路由歷史的記錄，從而區分前進、刷新、回退。git

下面介紹具體的方法。github

3. 方法

目前筆者知道的方法有兩種，一種是 在數組後面進行增長與刪除，另一種是 利用棧的後進先出原理。算法

3.1 在數組最後進行增長與刪除

經過監聽路由的變化事件 hashchange，與路由的第一次加載事件 load ，判斷以下狀況：vue-cli

url 存在於瀏覽記錄中即爲後退，後退時，把當前路由後面的瀏覽記錄刪除。
url 不存在於瀏覽記錄中即爲前進，前進時，往數組裏面 push 當前的路由。
url 在瀏覽記錄的末端即爲刷新，刷新時，不對路由數組作任何操做。

另外，應用的路由路徑中可能容許相同的路由出現屢次（例如 A -> B -> A），因此給每一個路由添加一個 key 值來區分相同路由的不一樣實例。數組

注意：這個瀏覽記錄須要存儲在 sessionStorage 中，這樣用戶刷新後瀏覽記錄也能夠恢復。瀏覽器

筆者以前實現的用原生 js 實現的輕量級路由，就是用這種方法實現的，具體代碼以下：緩存

// 路由構造函數
function Router() {
        this.routes = {}; //保存註冊的全部路由
        this.routerViewId = "#routerView"; // 路由掛載點 
        this.stackPages = true; // 多級頁面緩存
        this.history = []; // 路由歷史
}

Router.prototype = {
        init: function(config) {
            var self = this;
            //頁面首次加載 匹配路由
            window.addEventListener('load', function(event) {
                // console.log('load', event);
                self.historyChange(event)
            }, false)

            //路由切換
            window.addEventListener('hashchange', function(event) {
                // console.log('hashchange', event);
                self.historyChange(event)
            }, false)

        },
        // 路由歷史紀錄變化
        historyChange: function(event) {
            var currentHash = util.getParamsUrl();
            var nameStr = "router-history"
            this.history = window.sessionStorage[nameStr] ? JSON.parse(window.sessionStorage[nameStr]) : []

            var back = false, // 後退
                refresh = false, // 刷新
                forward = false, // 前進
                index = 0,
                len = this.history.length;

            // 比較當前路由的狀態，得出是後退、前進、刷新的狀態。
            for (var i = 0; i < len; i++) {
                var h = this.history[i];
                if (h.hash === currentHash.path && h.key === currentHash.query.key) {
                    index = i
                    if (i === len - 1) {
                        refresh = true
                    } else {
                        back = true
                    }
                    break;
                } else {
                    forward = true
                }
            }
            if (back) {
                 // 後退，把歷史紀錄的最後一項刪除
                this.historyFlag = 'back'
                this.history.length = index + 1
            } else if (refresh) {
                 // 刷新，不作其餘操做
                this.historyFlag = 'refresh'
            } else {
                // 前進，添加一條歷史紀錄
                this.historyFlag = 'forward'
                var item = {
                    key: currentHash.query.key,
                    hash: currentHash.path,
                    query: currentHash.query
                }
                this.history.push(item)
            }
            // 若是不須要頁面緩存功能，每次都是刷新操做
            if (!this.stackPages) {
                this.historyFlag = 'forward'
            }
            window.sessionStorage[nameStr] = JSON.stringify(this.history)
        },
    }
複製代碼

以上代碼只列出本次文章相關的內容，完整的內容請看原生 js 實現的輕量級路由，且頁面跳轉間有緩存功能。bash

3.2 利用棧的後進者先出，先進者後出原理

在說第二個方法以前，先來弄明白棧的定義與後進者先出，先進者後出原理。

3.2.1 定義

棧的特色：後進者先出，先進者後出。

舉一個生活中的例子說明：就是一摞疊在一塊兒的盤子。咱們平時放盤子的時候，都是從下往上一個一個放；取的時候，咱們也是從上往下一個一個地依次取，不能從中間任意抽出。

由於棧的後進者先出，先進者後出的特色，因此只能棧一端進行插入和刪除操做。這也和第一個方法的原理有殊途同歸之妙。

下面用 JavaScript 來實現一個順序棧：

// 基於數組實現的順序棧
class ArrayStack {
  constructor(n) {
      this.items = [];  // 數組
      this.count = 0;   // 棧中元素個數
      this.n = n;       // 棧的大小
  }

  // 入棧操做
  push(item) {
    // 數組空間不夠了，直接返回 false，入棧失敗。
    if (this.count === this.n) return false;
    // 將 item 放到下標爲 count 的位置，而且 count 加一
    this.items[this.count] = item;
    ++this.count;
    return true;
  }
  
  // 出棧操做
  pop() {
    // 棧爲空，則直接返回 null
    if (this.count == 0) return null;
    // 返回下標爲 count-1 的數組元素，而且棧中元素個數 count 減一
    let tmp = items[this.count-1];
    --this.count;
    return tmp;
  }
}
複製代碼

其實 JavaScript 中，數組是自動擴容的，並不須要指定數組的大小，也就是棧的大小 n 能夠不指定的。

3.2.2 應用

棧的經典應用: 函數調用棧

操做系統給每一個線程分配了一塊獨立的內存空間，這塊內存被組織成「棧」這種結構, 用來存儲函數調用時的臨時變量。每進入一個函數，就會將臨時變量做爲一個棧幀入棧，當被調用函數執行完成，返回以後，將這個函數對應的棧幀出棧。爲了讓你更好地理解，咱們一塊來看下這段代碼的執行過程。

function add(x, y) {
   let sum = 0;
   sum = x + y;
   return sum;
}

function main() {
   let a = 1; 
   let ret = 0;
   let res = 0;
   ret = add(3, 5);
   res = a + ret;
   console.log("res: ", res);
   reuturn 0;
}

main();
複製代碼

上面代碼也很簡單，就是執行 main 函數求和，main 函數裏面又調用了 add 函數，先調用的先進入棧。

執行過程以下：

3.2.3 實現瀏覽器的前進、後退

第二個方法就是：用兩個棧實現瀏覽器的前進、後退功能。

咱們使用兩個棧，X 和 Y，咱們把首次瀏覽的頁面依次壓入棧 X，當點擊後退按鈕時，再依次從棧 X 中出棧，並將出棧的數據依次放入棧 Y。當咱們點擊前進按鈕時，咱們依次從棧 Y 中取出數據，放入棧 X 中。當棧 X 中沒有數據時，那就說明沒有頁面能夠繼續後退瀏覽了。當棧 Y 中沒有數據，那就說明沒有頁面能夠點擊前進按鈕瀏覽了。

好比你順序查看了 a，b，c 三個頁面，咱們就依次把 a，b，c 壓入棧，這個時候，兩個棧的數據以下：