React 可视化开发工具 shadow-widget 的非可视开发方法

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程序强
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    Shadow Widget 提倡在可视设计器中开发用户界面，输出转义标签，而非 JSX。许多童鞋可能不知道 SW 同样支持用 JSX 设计界面，开发体验比原生 React 编程好出很多，本文就介绍这方面知识。

     

    1. 被官方忽视的开发方法

    Shadow Widget 区别于其它前端框架的关键特色是可视化设计，因为 JSX 与 javascript 混写，不能直接支持可视化设计。所以，SW 用 “转义标签” 表达可视设计的输出，因为 SW 强调可视化，所以如何运用 JSX 的内容，在官方文档中被弱化了，有一些零星介绍，分散在手册各个章节，本文将它们串接起来讲。

    在 Shadow Widget 下做开发，既可以是主流的 “正交框架” 模式（也就是遵循 MVVM 思路设计可视界面，再用 Flux 框架组织横向数据流的开发方式），也可以完全顺从 React 原生模式，只把 SW 看作更好的 lib 库来使用。**下面我们结合代码实例，讲解后一开发方式。

    由于 JSX 界面设计与用鼠标拖拉配置界面的设计是等价的，我们以 React 原生模式做开发，相对 SW 主流方式，主要损失可视化的直观特性，其它并不损失。当然，目前使用 JSX 还得借助 Babel 转译环境，搭建 "Babel + Browserify" 或 "Babel + Webpack" 开发环境是不得已的选择。

    如何创建新工程及如何搭建 Browerify 或 Webpack 环境，请参考《Shadow Widget 用户手册》的 “3.1 搭建工程环境” 一章。

    2. 几个等价概念

    1) json-x

    json-x 是 “转义标签” 的数据化形式，用 javascript 的 Array 数据表达各层嵌套节点。json-x 与转义标签的关系，就像 xml 与 HTML DOM 的关系。json-x 与 JSX 是对应的，是同一类东西，不过 json-x 不如 JSX 易读。

     

    2) WTC（Widget Template Class，构件模板类）

    WTC 对应于 React 中各 Component 的 class 类定义。React 要求这么定义：

    class MyButton extends React.Component {
  constructor(props) {
    // ...
  }
  
  componentDidMount() {
    // ...
  }

  render() {
    // ...
  }
}

    WTC 要求这么定义（必须从已有的 WTC 类继承，而且只能用 ES6+ 语法才做得到）：

    class MyButton_ extends T.Button_ {
  constructor(name,desc) {
    super(name,desc);
  }
  
  getDefaultProps() {
    var props = super.getDefaultProps();
    // props.attr = value;
    return props;
  }

  getInitialState() {
    var state = super.getInitialState();
    // ...
    return state;
  }

  componentDidMount() {
    // ...
  }
  
  $onClick: function(event) {
    alert('clicked');
  }
}

    WTC 不是 React class，不能在 JSX 中直接使用，应先转成 React class。

     

    3) render 函数

    如果想把 React 程序写得更严谨，减少 Side Effects，应该在 render() 函数集中处理各种控制逻辑，对其它函数的功能，诸如 getInitialState, componentDidMount, componentWillUnmount 等，不妨简单这么理解：为 render() 提供配置服务。当配置缩简到可以忽略时，Component 定义便退化为单个函数（即 Functional Component），该函数等效提供 render 功能。

    Shadow Widget 按这个思路，把控制逻辑集中在 render() 函数中处理，包括：duals 双源属性的侦听、触发、联动，$if, $for 等控制指令与可计算属性自动更新等。因为复杂性在此封装，render 不便公开给用户定制，另外，Shadow Widget 为了支持可视化设计，尽量将 render() 中的逻辑控制分解，分离出属性项供配置，所以，Shadow Widget 不再鼓励用户自定义 render() 函数，虽然大家可以 hack 各 WTC 的 render 实现过程，然后仿照着自己写一个，但这不是建议的做法。

    借助以下途径，在 Shadow Widget 可实现 render 过程的逻辑控制：

    1. 由 props.attr, duals.attr, state.attr 取值控制当前节点的界面表现
      其中，props.attr 反映了 Component 生存周期内的不变量，duals.attr 是可变量，state.attr 也是可变量，倾向用作节点内私有控制（不供其它节点调用）。
    2. 在 render 渲染之外，调用 comp.setChild() 来增、删、修改子节点
      即：不在 render() 调用的过程之中调用 comp.setChild()
    3. 在 idSetter 函数中，调用 utils.setChildren() 来增、删、修改子节点

    上面 3 点，第一点比较好理解，第二点是 Shadow Widget 增加的，原生 React 不提供这种操作，比方说，在一个页面提交一条反馈意见，用户可以点一下 “删除” 按钮可删掉刚提交的意见。若用原始 javascript 实现，大概用这么一条语句：

    commentNode.parentNode.removeChild(commentNode);

    原生 React 处理这种需求要稍微绕一下，给 commentNode 的父节点发个 "删除指令"，然后由它代为实施 "删除操作"。Shadow Widget 提供 comp.setChild() 相当于补回 javascript 本可直接实现的操作。

    上面第三点，在传入的 props.id__ 函数中，可以通过修改 duals.attr 与 state.attr 改变本节点的显示效果，还能通过调用 utils.setChildren() 来改变子节点怎么显示。其实现原理与在 render() 函数中写代码是等价的，将在后文细述。

    3. 将 WTC 转化为 React class

    同为定义 component 类，WTC 继承链与 React class 继承链是不相干的两条链，前者起始于 T.Widget_，后者起始于 React.Component。当前者 WTC 类实例调用 _createClass() 得到值，才与后者等效。

    比如：

    var AbstractButton = new MyButton_();         // MyButton_ is WTC
var MyButton = AbstractButton._createClass(); // MyButton is React class
var jsx = <MyButton>test</MyButton>;

var MyButton2 = AbstractButton._createClass( {
  $onClick: function(event) {
    alert('another onClick');
  }
});
var jsx2 = <MyButton2>test2</MyButton2>;

var MyButton3 = T.Button._createClass( {
  $onClick: function(event) {
    alert('yet another onClick');
  }
});
var jsx3 = <MyButton3>test3</MyButton3>;

    简单理解 WTC，可把它看作 React class 的 class 定义，即，它是一种用于生成 React class 的模板，所以 WTC 是 "构件模板" 的类（Widget Template Class）。

    我们之所以要插入 “模板” 一级的抽像物，主要为了适应可视化编程，Widget Template 不只用来生成 React class，也为可视设计器提供支持。另外，一个 Component 的行为在 WTC 中定义，还是在 _createClass(defs) 的传入参数（即投影类）定义是可选的，比如上例中 $onClick 事件函数，在哪个地方都可定义。这么设计的好处是：习惯用 ES6 编码的童鞋，在 WTC 编程，习惯用 ES5 的，用投影类编程，不必搭建 Babel 转译环境。

    Shadow Widget 提供 utils.getWTC() 接口用来批量从 T 模块取得 React class，比如：

    var t = utils.getWTC('*'); // or, utils.getWTC(['Panel','P'])

var jsx = ( <t.Panel width={300}>
  <t.P>Hello, world!</t.P>
  <t.P><button>Test</button></t.P>
</t.Panel> );

    请注意，使用来源于 WTC 的 React class 构造界面，系统会自动生成一颗树，各节点按层次串接起来，任何非 WTC 节点都不能成为 WTC 节点的父节点，反过来可以，即：非 WTC 节点能挂到 WTC 节点下，但 WTC 节点不能挂到非 WTC 节点下。比如上面 button 不是 WTC 节点，可以挂到 WTC 节点 t.P 之下，成为末梢节点。

    4. 用函数封装投影定义

    4.1 从 SFC 到 PRC，再到 idSetter

    React 有两种纯渲染函数，其一是 "Stateless Functional Component"（SFC），如下：

    function HelloMessage(props) {
  return <div>Hello {props.name}</div>;
}

    还有一种 "Pure Render Component"（PRC），所谓 pure 是指，如果 props 及 state 不变，则 render 结果不变。比如：

    import PureRender from 'react-addons-pure-render-mixin';

class HelloComponent extends React.Component {
  constructor(props) {
    super(props);
    this.shouldComponentUpdate = PureRender.shouldComponentUpdate.bind(this);
  }
  
  render() {
    return <div>Hello {this.props.name}</div>;
  }
}

    SFC 似乎简单，易读易维护，也方便 "Lifting State Up"（后文有论述），但 SFC 比 PRC 缺少用 shouldComponentUpdate() 避免重复刷新，性能会受影响，另外，JSX 中把 SFC 的函数用作 tag，动词用作名词，闪着一丝诡异的光。

    Shadow Widget 开创性的设计 idSetter 机制，将 SFC 与 PRC 的优点结合起来了。一方面，你不需要非得用 class 类定义一个 Component，在层层嵌套的函数式风格中，不宜随便找个地方就定义 class，另外，idSetter 是函数，在一个函数中定义 Component 所有行为。

    比如：

    function btn__(value,oldValue) {
  if (value <= 2) {
    if (value == 1) {  // init process
    }
    else if (value == 2) { // mount
    }
    else if (value == 0) { // unmount
    }
    return;
  }

  // rendering for evey render()
  // ...
}

var jsx = <MyButton $id__={btn__}>test</MyButton>

    若用 SFC 方式编程，先定义的一个 MakeButton 函数，然后用 <MakeButton>test</MakeButton> 描述 UI 界面。MakeButton() 最终返回的 tag 是 button，还是 span，或是其它是动态变化的。但这里 <MyButton $id__={btn__}>test</MyButton> 却是明确指定 tag 是 MyButton，很直接。

    设计界面时，手头的 tag 标签相当于食材（比如 “米饭”），给各 tag 指定各种属性来控制它的外观，这是最直接的设计方式。Stateless Functional Component 是 “紫菜包饭”，用函数形式包裹食材，idSetter 方式则相当于 “饭包紫菜包饭”，外观表现仍是 “米饭”，内层用紫菜包裹过。

    饭包紫菜包饭

    4.2 idSetter 优点

    传递给 $id__ 的函数是 idSetter，这是全能的，因为系统在基类的 componentWillMount, componentDidMount, componentWillUnmount, render 这 4 个函数中增加了对 idSetter 函数自动调用。其中，value <= 2 下的 3 个条件分支，分别等效于在 componentWillMount, componentDidMount, componentWillUnmount 中编码，其它条件（即 value > 2）相当于在 render 函数中编码。

    这么处理有几个好处：

    1. 增强了功能，又契合函数式编程风格
      Functional Component 功能受限，因为不能插入 componentDidMount, componentWillUnmount 时的处理，若用 React class 定义一个 Component 的行为，你拥有 componentDidMount, componentWillUnmount 等专项处理函数，但 React class 定义是静态声明，非单项函数，把 class 定义在层层嵌套的任一函数中，比较别扭。idSetter 同时克服了这两种缺陷。
    2. 便于 lifting state up
      当我们采用 JSX 描述界面时，行为定义（属性与动作函数）与虚拟 DOM 描述混在一起，这时仅依赖 props.attr 逐层传递的数据共享方式，用起来不方便。React 官方为此提供一种 “上举 state” 的解决方案，参见 Lifting state up。

    我们取 React 官方 Lifting State Up 一文介绍的，判断温度是否达到沸点的场景，举个例子：

    var React = require('react');
var ReactDOM = require('react-dom');
var W = require('shadow-widget');

var main = W.$main, utils = W.$utils, ex = W.$ex;
var idSetter = W.$idSetter, t = utils.getWTC('*');

function calculatorUI() {
  var selfComp = null, verdictComp = null;
  var scaleNames = { c:'Celsius', f:'Fahrenheit' };
  
  function onInputChange(value,oldValue) {
    var scale = this.parentOf().props.scale || 'c';  // 'c' or 'f'
    var degree = parseFloat(value) || 0; // take NaN as 0
    selfComp.duals.temperature = [scale,degree];
  }
  
  function calculator__(value,oldValue) {
    if (value <= 2) {
      if (value == 1) {      // init
        selfComp = this;
        this.defineDual('temperature', function(value,oldValue) {
          if (Array.isArray(value) && verdictComp) {
            var scale = value[0], degree = value[1];
            var isBoil = degree >= (scale == 'c'?100:212);
            verdictComp.duals['html.'] = isBoil?
              'The water would boil.':
              'The water would not boil.';
          }
        });
      }
      else if (value == 2) { // mount
        verdictComp = this.componentOf('verdict');
        
        var field = this.componentOf('field');
        var inputComp = field.componentOf('input');
        var legend = field.componentOf('legend');
        var sScale = field.props.scale || 'c';
        legend.duals['html.'] = 'Temperature in ' + scaleNames[sScale];
        
        inputComp.listen('value',onInputChange.bind(inputComp));
        selfComp.duals.temperature = [ sScale,
          parseFloat(inputComp.duals.value) || 0
        ];
      }
      else if (value == 0) { // unmount
        selfComp = verdictComp = null;
      }
      return;
    }
  }
  
  return ( <t.Panel key='panel' width={300} $id__={calculator__}>
    <t.Fieldset key='field' width={0.9999} scale='c'>
      <t.Legend key='legend'></t.Legend>
      <t.Input key='input' type='text' defaultValue='0' />
    </t.Fieldset>
    <t.P key='verdict' width={0.9999} />
  </t.Panel> );
}

main.$onLoad.push( function() {
  var bodyComp = W.body.component;
  var jsx = calculatorUI();
  bodyComp.setChild(jsx);
});

    在 Flux 框架中，由 Store 直接驱动的那个 View 也叫 Controller View，其下层由各层 View 由 Controller View 往下逐层传数据来驱动。当 Store + Controller View 的处理逻辑越集中，可理解性就越好，编码与维护也越容易。反过来，如果 Controller View 的下层节点还处理复杂的控制逻辑，你就不得不将它设计成 "Store + Controller View"，程序复杂性无疑会增加。

    controller view

    Shadow Widget 的 "Lift State Up" 比 React 原生方式更好用。

    1) 首先，Shadow Widget 有双源属性，更多过程处理转为对 duals 属性的读写，更简单，更直接，比如上面 legend 节点，用 legend.duals['html.'] = sDesc 直接改变界面文本，是外挂的，若在 render 函数中 return <t.Legend>{sDesc}</t.Legend> 则是过程处理，是内嵌的，不利于将子节点业务逻辑提升到父节点。

    2) 其次，双源属性的 listen 机制，也有助于 "Lift State Up"，比如上面 inputComp.listen('value',onInputChange)，在 <input> 输入框输入文本将驱动 onInputChange 调用，有关响应函数能轻松 "Lift Up"。

    3) 还有，idSetter 是函数，函数套函数很容易，很自然，如果下层节点需要处理复杂逻辑，里层嵌套定义另一个 idSetter 函数便可。我们可以把存在关联的上下多层节点的逻辑控制代码，都纳入外层节点的 idSetter 函数中。

    4.3 在 idSetter 编程的等效性

    在 idSetter 函数中编写代码，等效于在 React class 的 render 函数中编码。调用 render 函数，最后返回 “本节点定义”，idSetter 函数实际在 render() 调用中被调起的，相当于在 render() 入口位置，先调用 idSetter 函数。等效代码如下所示：

    function id__(comp) { // will call idSetter()
  // comp.state.xxx = xxx;
  // comp.$gui.comps = xxx;
}

class NewWTC extends T.BaseWTC_ {
  // ...
  render() {
    id__(this);
    var tagName = xxx, props = xxx, children = comp.$gui.comps;
    return React.createElement(tagName,props,children);
  }
}

    本处代码仅为概要示例，以伪码方式解释工作原理，xxx 表示省略过程的处理结果。其中嵌入的 id__ 函数会调用前面介绍的 idSetter 函数，只要在 idSetter 函数中本节点属性更改，及针对子节点的更改被保存，render() 根据修改过的信息生成 React Element，就达到让 idSetter 中编码与 render 中编码等效的目标。

    与在 render 中编码等效的 idSetter 函数举例：

    var fieldWidth = 0.9999;
var sTitle = 'Temperature in Celsius';

function fieldset__(value,oldValue) {
  if (value <= 2) {
    // ...
    return;
  }
  
  this.duals.width = fieldWidth;
  utils.setChildren(this, [
    <t.Legend key='legend'>{sTitle}</t.Legend> ,
    <t.Input key='input' type='text' defaultValue='0' />
  ]);
}

    函数 utils.setChildren() 用来设置或更新子节点定义，需注意，各级子节点应指定 key 值，如果不指定，系统会认为你要创建新节点，而不是更新已存在节点。

    尽管在 idSetter 的 value > 2 条件段编码，等效于在 render 中编程，大部分情况下我们不必这么做（也尽量避免这么做）。因为 Shadow Widget 的双源属性功能很强大，逻辑控制总能分解的，把控制分解到双源属性的 setter 函数，或侦听数据源变化来驱动特定动作，都能实现等效功能。这么细化分解，代码更易理解，更好维护。

    5. 高层设计过于 "函数式" 的陷阱

    即便放弃 Shadow Widget 的可视化开发特性，只把它当作一个常规的 lib 库使用也是很有价值的，主要表现在两方面：

    1. Shadow Widget 在虚拟 DOM 之上对四种构件关系（即：顺序、包含、导航、层叠）做了封装，像面板、导航、选项构件、弹窗等常用构件已现成可用，构造 GUI 更加便利。
    2. JSX 与 idSetter 结合使用，既维持函数式编程风格，也克服原有 React 开发过于 "函数式" 的缺陷。

    过于 “函数式” 对于界面类开发肯定不好，比如 UI 设计时，我们想摆一个文本框，再摆一个按钮，分解设计的思路是，文本输入变化了（onChange）该做什么，文本框输入完成（键入了回车键）该做什么，按钮被点击后该怎么响应。细化设计的思考过程，是从界面一个个可视的 Component 出发的，是按对象化方式做分析的。不管你的代码写成啥样，设计过程仍离不开一个个对象（如文本框、按钮等），越是高层设计越是如此。

    由于 React 偏爱函数式编程，加上 Flux 强化了数据流设计，容易引导大家一开始就从数据设计入手，着眼于数据如何分解、如何传递、如何驱动响应函数等。采用 Shadow Widget 后，产品开发会往面向对象设计拉回一些，把握这一点就容易理解 Shadow Widget 的设计精髓了。

    本专栏历史文章：

    1. 介绍一项让 React 可以与 Vue 抗衡的技术
    2. React 可视化开发工具 Shadow Widget 非正经入门（之一：React 三宗罪）
    3. React 可视化开发工具 Shadow Widget 非正经入门（之二：分离界面设计）
    4. React 可视化开发工具 Shadow Widget 非正经入门（之三：双源属性与数据驱动）
    5. React 可视化开发工具 Shadow Widget 非正经入门（之四：flux、mvc、mvvm）
    6. React 可视化开发工具 Shadow Widget 非正经入门（之五：指令式界面设计）
    7. React 可视化开发工具 Shadow Widget 非正经入门（之六：markdown）
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