AlphaCamp

ReactJS Basic

Zet @ AlphaCamp

2017.04.18

About me

  • 周昱安（Zet）
    • 國立中央大學資工所 – Web 智慧與資料探勘實驗室
    • EXMA-Square 實習工程師
    • 熱衷於前端技術開發與學習
    • 主要使用 React 社群的相關解決方案

Slides & Project

React

React 捨棄了傳統使用 HTML 的開發方式，
改成完全由 JavaScript 程式來代管 DOM 的產生與操作，
實現 100% 純粹的 Client-Side Rendering。

僅僅是 UI

  • React 本身並不是一個完整的前端框架，而是一個只處理 View 的函式庫，也就是負責定義 UI 並自動管理 DOM 的產生與操作

  • React 是一個中間媒介，連結了 UI 的定義層面與 DOM 的實體層面

Reconciler & Renderer

React 的工作分為兩個部分：

  • Reconciler（react）：將你定義的 UI 組合出一個虛擬的畫面結構

  • Renderer（react-dom）：以這個虛擬結構作為依據，產生出對應的實際 DOM

<!DOCTYPE html>
<html>
  <body>
    <div id="root"></div>
  </body>
  <script src="/dist/bundle.js"></script>
</html>
import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom'

const reactElement = (
  React.createElement('div', { className: 'box' },
    React.createElement('button', { onClick: () => alert('clicked') }, 'click me')
  )
);

ReactDOM.render(reactElement, document.getElementById('root'));

JSX

  • JSX 是 React 在使用的一種特殊 JavaScript 語法糖

  • 能夠讓你以可讀性較高的語法來定義 React UI 結構

  • 語法長得很像 HTML，但本質上完全不是 HTML

  • 瀏覽器看不懂，需要翻譯成原本的 React.createElement 語法才能正常的在瀏覽器上執行

<div className="box">
  <button onClick={() => alert('clicked')}>click me</button>
</div>
React.createElement("div", {"className": "box"},
  React.createElement("button", {"onClick": () => alert("clicked")}, "click me")
)

Babel Compile

React Basic Outline

  • Concept
    • Component
    • Virtual DOM（Reconciler）
  • API​
    • JSX
    • Props
    • State
    • Event Binding
    • Input Data Flow
    • Lifecycle​

Component

聲明式定義 Component

  • React 允許自定義組件藍圖 ( Component Class )，並抽象化資料傳遞接口

  • 可以嵌套或組合，讓前端 UI 程式有更好的可組合性與可重用性

  • Component 本身足以完整的自我表達其可能的顯示變化和擁有的行為

  • 每個 Component 結構的第一層，只能有一個根節點元素

  • Component Class 名稱首字母必須大寫

import React from 'react'

class AlertButton extends React.Component {
  handleClick = () => {
    alert(this.props.text);
  }
  
  render() {
    return (
      <button onClick={this.handleClick}>{this.props.text}</button>
    );
  }
}

組合併重用 Component

class App extends React.Component {
  render() {
    return (
      <div>
        <AlertButton text="AlphaCamp"/>
        <AlertButton text="React"/>
        <AlertButton text="Basic"/>
      </div>
    );
  }
}

Virtual DOM

（Reconciler）

Virtual DOM（Reconciler）

  • Virtual DOM 是一份純資料的 Tree 物件結構，映射對應到實際的 DOM

  • 使用 React.createElement 函數來產生 Tree 節點（React Element）

  • Virtual DOM 為自定義 Component 提供了中介的虛擬層，讓開發者能以聲明式的方式定義 UI 的顯示邏輯與行為

  • 我們透過定義 Component 來表達「UI 什麼情況該如何呈現」，而「要用什麼手段來達到這個畫面改變（如何產生和操作 DOM）」 ，React 則會自動幫你完成 （react-dom 這個 Renderer 的工作）

React.createElement('div', null,
  React.createElement(AlertButton, { text: 'AlphaCamp' }),
  React.createElement(AlertButton, { text: 'React' }),
  React.createElement(AlertButton, { text: 'Basic' })
)

Why Virtual DOM ?

  • UI 開發最大的兩個問題與挑戰就是「可重用性」與「反應變化」

  • 然而 Web 中建構 UI 的媒介 – DOM，並沒有直接滿足以下需求的能力：

    • 自定義資料抽象化

    • 複雜情形的組合與重用

    • 綁定資料來源以自動反應顯示結果與變化

  • 因此 React 建立了一個虛擬結構層，來間接實現這些對於 UI 開發來說相當重要的能力

  • 我們對於 Virtual DOM 這個虛擬結構層以 Component 的形式定義想要的 UI 呈現結構，而 Renderer 則會幫我們將其自動轉換成對應的實際 DOM 結果

One-way Data Flow

  • One-way Data Flow（單向資料流）

    • ​UI 是你的應用程式的資料去延伸的顯示結果

    • 只有因為資料改變，才能導致 UI 的顯示結果自動跟著改變

    • 這個因果關係永遠不能逆向

      • UI 只能被動的隨資料而反應變化

      • UI 不能反過來主動直接修改資料或是修改 UI 自己的顯示結果

Always Redraw

  • React 如何實現單向資料流：當 UI 的來源資料有變化時

    • 不需要關心整份資料中具體是變化了哪些部分

    • 先把 UI 畫面全部洗掉，然後再依據完整的最新資料全部重新產生 UI 畫面，通常可以保證顯示結果一定是正確的

  • 然而每次都重繪全部的實體 DOM 顯然在效能考量之下是不可行的，但是重繪 Virtual DOM 則成本相對降低許多，因此 React 實作了一套 Reconciliation 演算法來實現這個概念與流程

Reconciliation（Diff 演算法）

當畫面需要改變時，根據最新的資料重繪出新的 Virtual DOM Tree，

並與改變前的舊 Virtual DOM Tree 進行全面式的比較與計算，
其中被發現新舊差異的地方，才真的會在實際的 DOM 上發生操作改變

JSX

（React.createElement）

JSX 語法

  • JSX 是 React.createElement 函數的語法糖，用來建立 Virtual DOM 節點結構

  • 支援原生 HTML DOM 有的標籤以及自訂的 Component Class 標籤

  • 嚴格標籤閉合

  • 與 HTML 重要的語法差異

    • class → className

    • 所有 property 名稱改以駝峰式命名，EX：onclick → onClick

<div>
  <h2 className="title">Title</h2>
  <NumberItem number={100}/>
  <br/>
</div>

表達式的印出顯示

  • 使用 { } 語法來填入 JavaScript 表達式（一個值），其中可直接當作顯示內容印出的型別有：

    • ​React Element：當作子節點插入

    • String：直接印出

    • Number：轉成字串後直接印出

    • Array：攤平成多個表達式後印出（如果 item 的值也是這些可印的型別）

    • Boolean、Null、Undefined：什麼都不印，直接忽略

  • 可以在 Component 之間用 Props 傳遞，但不能當顯示內容印出的型別有：

    • Object

    • Function

條件判斷式

  • JSX 中不可以直接寫 if / else，因為實際上是一個 React Element 物件結構
  • 使用 && 運算子來達到 if 判斷式的效果
  • 使用三元運算子來達到 if / else 判斷式的效果
<div>
  {(a > 100) && (
    <AlertButton text="AlphaCamp"/>
  )}
  <AlertButton text="React"/>
  <AlertButton text="Basic"/>
</div>
<div>
  {(a > 100) ? (
    <AlertButton text="AlphaCamp"/>
  ): (
    <AlertButton text="React"/>
  )}
  <AlertButton text="Basic"/>
</div>

Inline Style

  • 使用 JavaScript Object 來撰寫，並填入 HTML 類型的 React Element 的 style props 當中

  • CSS Property：名稱改用駝峰式命名

  • CSS Value：數字的預設單位是 px，其他數字單位或非數字的值要使用字串來表示

const styles = {
  padding: 15,
  backgroundColor: 'yellow',
  fontSize: 20
}

<button style={styles}>按鈕</button>

迭代輸出顯示內容

  • 使用陣列型別的 map 函數批量迭代產生 React Element 或其他顯示內容的陣列
  • 當陣列中的 item 是 React Element 時，應該要給予一個唯一的 key，以優化重繪時的 Reconciliation 效率
<div>
  {numbers.map((number, key) => (
    <button key={key}>{number}</button>
  ))}
</div>

Props

Props

  • Props 是將資料從 Component 外部傳遞給 Component 內部的媒介

  • 在 Component 內部透過 this.props 取得傳遞進來的 Props 資料物件

  • 當 Props 資料傳遞到 Component 內部後，應是不可再變更的固定值

  • 設計 Component 時抽象化出跟問題相關的 Props，以方便進行重用

  • JSX 中，若想要傳遞的 Props 的值是字串的話，可以直接使用雙引號，其他型別的值則需要使用 {} 來包住

class TodoList extends Component {
  render() {
    return (
      <div>
        <TodoItem title="吃飯" isCompleted={true}/>
        <TodoItem title="洗澡" isCompleted={false}/>
        <TodoItem title="睡覺" isCompleted={false}/>
      </div>
    );
  }
}
class TodoItem extends React.Component {
  render() {
    const { isCompleted, title } = this.props;
    return (
      <div>
        <input type="checkbox" checked={isCompleted}/>
        <span>{title}</span>
      </div>
    );
  }
}

State

State

  • State 是 Component 內部的可變資料的存放載體

  • 透過 this.state 取得目前 Component 的 State 資料物件

  • 使用 this.setState 函數來修改 State 資料物件，並連帶髮起重繪

    • 調用 setState 修改資料後，該 Component 以及其包含的所有子孫 Component 都會跟著自動發起重繪，以更新 Virtual DOM Tree

    • 因此 setState 方法就是 Virtual DOM 重繪以及 Reconciliation 流程的發起者，從資料變更一直到最後反應出實際 DOM 的變更效果

State

class TodoApp extends React.Component {
  state = {
    todos: [
      { title: '吃飯', isCompleted: true }, 
      { title: '洗澡', isCompleted: false}, 
      { title: '睡覺', isCompleted: false}
    ]
  }

  handleAddTodo = () => {
    this.setState({
      todos: [...this.state.todos, {
        title: '上課',
        isCompleted: true
      }]
    });
  }

  render() {
    return (
      <div>
        <h2>Todo App</h2>
        <TodoList todos={this.state.todos}/>
        <button onClick={this.handleAddTodo}>add todo</button>
      </div>
    );
  }
}

Event Binding

Event Binding

  • Virtual DOM 對於 HTML 實作了幾乎所有的事件的對應接口

  • 事件名稱因應 Virtual DOM 與 JSX 的慣例，全部變成駝峰式

  • 會將 event 物件以第一個參數傳入你綁定的函數，其中 event.target 可以取得該 React Element 對應的實體 DOM

  • 更詳細的 API 說明，可以參考官方文件

class Button extends React.Component {
  handleClick(event) {
    console.log(event);
    console.log(event.target);
  }

  render() {
    return (
      <button onClick={this.handleClick}>{this.props.text}</button>
    );
  }
}

Where's "this" in Function

  • 若函數有存取原本定義處的 Component 的 this，在函數被傳遞之後將不再能夠正確地找到原本的 this

  • 因此我們需要在傳遞前先 bind 好指定的 this，讓函數記住 this 是誰
  • 可以使用 Arrow Function 來定義會被傳遞的函數，利用其自動 bind this 的特性來輕鬆優雅的解決這個問題
class Button extends React.Component {
  handleClick = () => {
    alert(this.props.text);
  }
  
  render() {
    return (
      <button onClick={this.handleClick}>{this.props.text}</button>
    );
  }
}

Input Data flow

  • 原生的HTML <input> 元素是自帶資料狀態的
  • 在 React 中，有兩種處理方式
    • Uncontrolled：依照原來的自帶資料狀態模式
    • Controlled：使用單向資料流的模式，獨立地點存放 input 中的資料並綁定 UI

Input Data Flow

Uncontrolled Input

  • input 本身自己管理資料狀態，不與資料來源綁定

  • 使用 defaultValue 或 defaultChecked 來設定預設值

  • 這種做法代表你不能夠透過修改資料來源來隨意控制現在 Input 的值，也沒有一個集中地點可以取得目前 Input 的值

class UncontrolledInputExample extends React.Component {
  handleInputChange = (event) => {
    console.log(event.target.value);
  }
  
  render() {
    return (
      <input 
        type="text" 
        defaultValue="hello" 
        onChange={this.handleInputChange}
      />
    );
  }
}

Controlled Input

  • Input 自己本身不存放資料，也不能隨意改變自己顯示的值，與指定的資料來源綁定

  • 使用 value 或 checked 來指定綁定的資料來源

  • 使用 onChange 來指定接收資料的函數，並且在該函數中呼叫修改資料來源，以達到資料變更後新資料回流到 input 中

class ControlledInputExample extends Component {
  state = {
    inputText: 'hello'
  }

  handleInputChange = (event) => {
    this.setState({
      inputText: event.target.value
    });
  }
  
  render() {
    return (
      <input type="text" value={this.state.inputText} onChange={this.handleInputChange}/>
    );
  }
}

Lifecycle

組件的生命週期

render

  • 每個 React Component 都必需定義的方法，負責決定要繪製的 UI 之構成（Virtual DOM 節點結構）
  • 必須 return 僅一個 React Element，所以 Component 結構第一層才只能有一個節點
  • 每次 Component 成功重繪的生命週期中都會被呼叫到並執行

componentDidMount

  • 在 Component 初始化並且首次繪製完成並產生對應的實體 DOM 後觸發，重繪時不會觸發
  • 在 Component 的實際 DOM 被從畫面中拆除之前，只會發生一次
  • 通常一些首次進入畫面後想發生的事情就適合在這裡呼叫，例如發起 AJAX 向後端 API 請求資料

More React

Flux

  • React 只負責組織與產生 UI，而不規定你要如何組織與存放你的資料
  • 當資料散落在多個 Component 各自的 this.state 時，將會難以自由的相互傳遞與統一管理
  • Facebook 提出了 Flux 的概念，建立獨立於 React 之外的 Store 來存放整個應用的資料，但與 React 相互配合與串接，構成更純淨且分工明確的單向資料流
  • 而社群中最主流的 Flux-like 函數庫就是 Redux

View
( React )

Store

Action

Reducer

dispatch

資料需要改變

return

newState

資料完成變更

React 發起重繪

Server

Redux

Front-End Routing

  • 對於 Single Page Application 來說，View Route 只有一個
  • Routing 在前端只是部分畫面的替換，以及網址的假修改
  • EX：https://webpack-raeact-boiler.firebaseapp.com/
  • React Router
    • 專門搭配 React 使用的 Front-End Routing 解決方案
    • 不是由 Facebook 官方開發的，但已成為公認的預設選擇
    • 幫我們處理好路由網址比對，以及對應的 Component 切換

More Renderer

  • React 的 Renderer 可以替換並由社群貢獻開發，而核心的 Reconciliation 演算法則可以直接共用。這使 React 的虛擬結構組織能力得以在 HTML DOM 以外的媒介或平台實現，讓使用 React 開發各種平台的原生應用程式成為可能

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