假如只剩下Canvas标签

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一、背景

如果只剩下canvas标签，该如何去绘制页面中的内容呢?这也许是一个伪命题，但是用canvas确事能够帮助完成很多事。今天就用canvas+AST语法树构建一个信息流样式。

二、绘制流程

将整个绘制流程分为三部分：基本元素、AST语法树、主函数类。基本元素指的是图片、文字、矩形、圆等;AST语法树在本处值得就是包含一些属性的js对象;主函数类指对外暴露的接口，通过调用实现最终绘制。

2.1 基本元素

不管多么复杂的事物肯定都是由一系列简单的元素组成，例如汽车肯定是通过一些简单的机械零配件组成;电脑也是通过电阻、电容等零配件组成。网页也不例外，也是通过文字、图片、矩形等组成。

2.1.1 加载图片

图片是一个页面中的灵魂元素，在页面中占据绝大部分空间。

class DrawImage { 
    constructor(ctx, imageObj) { 
        this.ctx = ctx; 
        this.imageObj = imageObj; 
    } 
 
    draw() { 
        const {centerX, centerY, src, sx = 1, sy = 1} = this.imageObj; 
        const img = new Image(); 
        img.onload = () => { 
            const imgWidth = img.width; 
            const imgHeight = img.height; 
            this.ctx.save(); 
            this.ctx.scale(sx, sy); 
            this.ctx.drawImage(img, centerX - imgWidth * sx / 2, centerY - imgHeight * sy / 2); 
            this.ctx.restore(); 
        }; 
        img.src = src; 
    } 
} 

2.1.2 绘制文字

文字能够提高页面的可读性，让观察该页面的每一个人都能够快速了解该页面的思想。

class DrawText { 
    constructor(ctx, textObj) { 
        this.ctx = ctx; 
        this.textObj = textObj; 
    } 
 
    draw() { 
        const {x, y, font, content, lineHeight = 20, width, fillStyle = '#000000', textAlign = 'start', textBaseline = 'middle'} = this.textObj; 
        const branchsContent = this.getBranchsContent(content, width); 
        this.ctx.save(); 
        this.ctx.fillStyle = fillStyle; 
        this.ctx.textAlign = textAlign; 
        this.ctx.textBaseline = textBaseline; 
        this.ctx.font = font; 
        branchsContent.forEach((branchContent, index) => { 
            this.ctx.fillText(branchContent, x, y + index * lineHeight); 
        }); 
        this.ctx.restore(); 
    } 
 
    getBranchsContent(content, width) { 
        if (!width) { 
            return [content]; 
        } 
        const charArr = content.split(''); 
        const branchsContent = []; 
        let tempContent = ''; 
        charArr.forEach(char => { 
            if (this.ctx.measureText(tempContent).width < width && this.ctx.measureText(tempContent + char).width <= width) { 
                tempContent += char; 
            } 
            else { 
                branchsContent.push(tempContent); 
                tempContent = ''; 
            } 
        }); 
        branchsContent.push(tempContent); 
        return branchsContent; 
    } 
} 

2.1.3 绘制矩形

通过矩形元素能够与文字等元素配合达到意想不到的效果。

class DrawRect { 
    constructor(ctx, rectObj) { 
        this.ctx = ctx; 
        this.rectObj = rectObj; 
    } 
 
    draw() { 
        const {x, y, width, height, fillStyle, lineWidth = 1} = this.rectObj; 
        this.ctx.save(); 
        this.ctx.fillStyle = fillStyle; 
        this.ctx.lineWidth = lineWidth; 
        this.ctx.fillRect(x, y, width, height); 
        this.ctx.restore(); 
    } 
} 

2.1.4 绘制圆

圆与矩形承担的角色一致，也是在页面中比较重要的角色。

class DrawCircle { 
    constructor(ctx, circleObj) { 
        this.ctx = ctx; 
        this.circleObj = circleObj; 
    } 
 
    draw() { 
        const {x, y, R, startAngle = 0, endAngle = Math.PI * 2, lineWidth = 1, fillStyle} = this.circleObj; 
        this.ctx.save(); 
        this.ctx.lineWidth = lineWidth; 
        this.ctx.fillStyle = fillStyle; 
        this.ctx.beginPath(); 
        this.ctx.arc(x, y, R, startAngle, endAngle); 
        this.ctx.closePath(); 
        this.ctx.fill(); 
        this.ctx.restore(); 
    } 
} 

2.2 AST树

AST抽象语法树是源代码语法结构的一种抽象表示。它以树状的形式表现编程语言的语法结构，树上的每个节点都表示源代码中的一种结构。例如，在Vue中，将模板语法转换为AST抽象语法树，然后再将抽象语法树转换为HTML结构，咱们在利用canvas绘制页面时也利用AST抽象语法树来表示页面中的内容，实现的类型有rect(矩形)、img(图片)、text(文字)、circle(圆)。

本次将绘制的内容包含静态页面部分和动画部分，所以将利用两个canvas实现，每个canvas将对应一个AST树，分别为静态部分AST树和动态部分AST树。

2.2.1 静态部分AST树

本次绘制的页面中静态部分的AST树如下所示，包含矩形、图片、文字。

const graphicAst = [ 
    { 
        type: 'rect', 
        x: 0, 
        y: 0, 
        width: 1400, 
        height: 400, 
        fillStyle: '#cec9ae' 
    }, 
    { 
        type: 'img', 
        centerX: 290, 
        centerY: 200, 
        sx: 0.9, 
        sy: 0.9, 
        src: 'https://gimg2.baidu.com/image_search/src=http%3A%2F%2Finews.gtimg.com%2Fnewsapp_match%2F0%2F11858683821%2F0.jpg&refer=http%3A%2F%2Finews.gtimg.com&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=jpeg?sec=1622015341&t=cc1bd95777dfa37d88c48bb6e179778e' 
    }, 
    { 
        type: 'text', 
        x: 600, 
        y: 60, 
        textAlign: 'start', 
        textBaseline: 'middle', 
        font: 'normal 40px serif', 
        lineHeight: 50, 
        width: 180, 
        fillStyle: '#000000', 
        content: '灰太狼是最好的一头狼，它每天都在梦想着吃羊，一直没有实现，但是从不气馁。' 
    }, 
    { 
        type: 'text', 
        x: 600, 
        y: 170, 
        textAlign: 'start', 
        textBaseline: 'middle', 
        font: 'normal 30px serif', 
        lineHeight: 50, 
        width: 180, 
        fillStyle: '#7F7F7F', 
        content: '为灰太狼加油、为灰太狼喝彩，😄' 
    }, 
    { 
        type: 'text', 
        x: 1200, 
        y: 360, 
        textAlign: 'start', 
        textBaseline: 'ideographic', 
        font: 'normal 30px serif', 
        lineHeight: 50, 
        width: 180, 
        fillStyle: '#949494', 
        content: '阅读' 
    }, 
    { 
        type: 'text', 
        x: 1260, 
        y: 363, 
        textAlign: 'start', 
        textBaseline: 'ideographic', 
        font: 'normal 30px serif', 
        lineHeight: 50, 
        width: 180, 
        fillStyle: '#949494', 
        content: '520' 
    } 
]; 

2.2.2 动态部分AST树

本次绘制的页面中动画部分的AST树动态生成，由一系列动态颜色的圆组成。

function getMarqueeAst(startX, endX, count, options = {}) { 
    const {y = 15, R = 15} = options; 
    if (!(endX >= startX && count > 0)) { 
        return []; 
    } 
    const interval = (endX - startX) / count; 
    const marqueeAstArr = []; 
    for (let i = 0; i < count; i++) { 
        const RValue = Math.random() * 255; 
        const GValue = Math.random() * 255; 
        const BValue = Math.random() * 255; 
        const fillStyle = `rgb(${RValue}, ${GValue}, ${BValue})`; 
        marqueeAstArr.push({ 
            type: 'circle', 
            x: startX + i * interval, 
            y, 
            R, 
            fillStyle 
        }); 
    } 
 
    return marqueeAstArr; 
} 

2.3 主函数类

除了上述一些基本元素类，将通过一个主函数类对外进行暴露。

class Draw { 
    constructor(canvasDom) { 
        this._canvasDom = canvasDom; 
        this.ctx = this._canvasDom.getContext('2d'); 
        this.width = this._canvasDom.width; 
        this.height = this._canvasDom.height; 
    } 
 
    // 绘制函数 
    draw(ast) { 
        ast.forEach(elementObj => { 
            this.drawFactory(elementObj); 
            const {children} = elementObj; 
            // 递归调用 
            if (children && Array.isArray(children)) { 
                this.draw(children); 
            } 
        }); 
    } 
 
    // 工厂模型绘制对应基本元素 
    drawFactory(elementObj) { 
        const {type} = elementObj; 
        switch(type) { 
            case 'img': { 
                this.drawImage(elementObj); 
                break; 
            } 
            case 'text': { 
                this.drawText(elementObj); 
                break; 
            } 
            case 'rect': { 
                this.drawRect(elementObj); 
                break; 
            } 
            case 'circle': { 
                this.drawCircle(elementObj); 
                break; 
            } 
        } 
    } 
 
    drawImage(imageObj) { 
        const drawImage = new DrawImage(this.ctx, imageObj); 
        drawImage.draw(); 
    } 
 
    drawText(textObj) { 
        const drawText = new DrawText(this.ctx, textObj); 
        drawText.draw(); 
    } 
 
    drawRect(rectObj) { 
        const drawRect = new DrawRect(this.ctx, rectObj); 
        drawRect.draw(); 
    } 
 
    drawCircle(circleObj) { 
        const drawCircle = new DrawCircle(this.ctx, circleObj); 
        drawCircle.draw(); 
    } 
 
    clearCanvas() { 
        this.ctx.clearRect(0, 0, this.width, this.height); 
    } 
} 

2.4 内容绘制

前面的准备工作已经完成，下面将各个函数和AST树联动起来，达到想要的效果。

2.4.1 静态内容绘制

先将静态部分的内容绘制好，作为页面的基石。

const basicCanvasDom = document.getElementById('basicCanvas'); 
const drawBasicInstance = new Draw(basicCanvasDom); 
drawBasicInstance.draw(graphicAst); 

静态内容.png

2.4.2 绘制动画跑马灯

再给该部分内容来点动画效果，更加激动人心。

const animationCanvasDom = document.getElementById('animationCanvas'); 
const drawAnimationInstance = new Draw(animationCanvasDom); 
 
let renderCount = 0; 
function animate() { 
    if (renderCount % 5 === 0) { 
        drawAnimationInstance.clearCanvas(); 
        drawAnimationInstance.draw(getMarqueeAst(20, 1440, 22)); 
        drawAnimationInstance.draw(getMarqueeAst(20, 1440, 22, { 
            y: 380 
        })); 
    } 
    window.requestAnimationFrame(animate); 
    renderCount++; 
} 
animate(); 

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