简介
模板引擎，其实就是一个根据模板和数据输出结果的一个工具。
我们要开发一个将模板文件转换成我们实际要使用的内容的工具，这个工具就是模板引擎。我们把模板文件里的内容当成字符串传入到模板引擎中，然后模板引擎根据一定语法对该字符串进行解析处理，然后返回一个函数，之后我们在执行函数时把数据传输进去，即可拿到根据模板和数据得到的新字符串。最后我们想怎么处理该字符串就看需求了，如果用于前端模板生成的话，则可以用dom的innerHTML这个属性来追加内容。
目前前端的模板引擎多得数不胜数，语法特性也花样百出，用行内的话来说，我们要实现的是一种基于字符串的模板引擎。
简要概述流程如下：
----> 输入到模板引擎 ----> 生成函数 ----> 把数据当成参数，执行该函数 ----> 输出结果
优劣
- 此模板引擎可用于任意一端，前端后端即插即用，不局限于生成内容的语法，只要生成内容为字符串文本即可。比如在合并Sprite图工具中要根据图片大小位置生成对应的css定位文件，我们也可以用该引擎生成而不需要另外再写一套引擎。
- 此模板引擎对于数据的更改，需要重新渲染一遍模板，所以在初次渲染和之后的模板更新需要耗费同样的资源。
- 应用于前端时，此模板引擎依赖于innerHTML，存在注入问题。
需求
而此次，我们希望实现一个基于字符串的模板引擎。提供的使用方式尽可能简单，比如类似如下的方式：
// 前端
var html = window.parse('${content}', {
content: 'june'
});
// 后端
const parse = require('tpl');
var html = parse('${content}', {
content: 'june'
});
并且希望至少提供以下四种语法：
条件判断
{if condition1}
// code1
{elseif condition2}
// code2
{else}
// code3
{/if}
数组遍历
{list array as item}
// code
// PS：里面注入了一个变量item_index，指向item在遍历过程中的序号
{/list}
变量定义
{var var1 = 1}
插值
// 直接插值
${var1}
// 使用过滤器插值的方式
${var1|filter1|filter2:var2, var3}
开工
STEP 1
按照前面定下的需求，我们先实现一个对外的接口，代码如下：
'use strict';
var __PARSE__ = (function() {
/**
* 默认的过滤器
*/
const defaultFilter = {
// some code
};
/*
* 解析模板
*/
let doParseTemplate(content, data, filter) {
// some code
};
return function(content, data, filter) {
try {
data = data||{};
filter = Object.assign({}, defaultFilter, filter);
// 解析模板生成代码生成器
let f = doParseTemplate(content, data, filter);
return f(data, filter);
} catch(ex) {
return ex.stack;
}
};
})();
if(typeof module !== 'undefined' && typeof exports === 'object') {
module.exports = __PARSE__;
} else {
window.parse = __PARSE__;
}
此处，f即是我们生成的函数，而生成该函数的函数我命名为doParseTemplate，接收三个参数，content是我们输入的模板文件的字符串内容，data是我们要传入的数据，而filter即为模板中可传入的过滤器。目前doParseTemplate这个函数还未实现，接下来就来实现此函数。
STEP 2
为了生成一个可用的函数，我们要通过new Function('DATA', 'FILTER', content);这样的方法来构造一个函数，其中content即是函数体的字符串内容。
我们先设定要生成的函数f的结构如下：
function(DATA, FILTER) {
try {
var OUT = [];
// 处理变量
// some code
// 处理过滤器
// some code
// 处理内容
// other code
return OUT.join('');
} catch(e) {
throw new Error('parse template error!');
}
}
事实上，注释中处理变量、处理过滤器和处理内容这部分是由外部传入决定的，所以只有这部分是可变的，其余的代码都是固定的。为此我们可以使用数组来存放相关的内容，然后在可变部分留一个占位符，在解析到处理变量、处理过滤器和处理内容部分时再把语句塞进去即可。代码如下：
let doParseTemplate = function(content, data, filter) {
content = content.replace(/\\t/g, ' ').replace(/\\n/g, '\\\\n').replace(/\\r/g, '\\\\r');
// 初始化模板生成器结构
var struct = [
'try { var OUT = [];',
'', //放置模板生成器占位符
'return OUT.join(\\'\\'); } catch(e) { throw new Error("parse template error!"); }'
];
// some code
return new Function('DATA', 'FILTER', struct.join(''));
}
现在固定结构有了，接下来我们要处理模板相关的内容，即在放置生成器占位符的那个位置上追加内容。首先，我们要先把输入的变量和过滤器处理好，即在占位符的位置加入诸如var a = 1;这样的内容：
doParseTemplate = function(content, data) {
content = content.replace(/\\t/g, ' ').replace(/\\n/g, '\\\\n').replace(/\\r/g, '\\\\r');
// 初始化模板生成器结构
let out = [];
let struct = [
'try { var OUT = [];',
'', //放置模板生成器占位符
'return OUT.join(\\'\\'); } catch(e) { throw e; }'
];
// 初始化模板变量
let vars = [];
Object.keys(data).forEach((name) => {
vars.push(`var ${name} = DATA['${name}'];`);
});
out.push(vars.join(''));
// 初始化过滤器
let filters = ['var FILTERS = {};'];
Object.keys(filter).forEach((name) => {
if(typeof filter[name] === 'function') {
filters.push(`FILTERS['${name}'] = FILTER['${name}'];`);
}
});
out.push(filters.join(''));
// some code for parse content
// 合并内容
struct[1] = out.join('');
return new Function('DATA', 'FILTER', struct.join(''));
}
如上，在处理变量和过滤器时需要的值直接从传入的DATA和FILTER变量里获取，需要注意的点就是过滤器我们单独存在一个FILTERS对象里面去，主要是为了防止传入的FILTER对象变化带来的一些不必要的影响。之后我们要对模板内容进行解析，鉴于代码越来越长，接下来直接贴上面注释some code for parse content里面的内容，其他部分暂且省略。
// 解析模板内容
let beg = 0; // 解析文段起始位置
let stmbeg = 0; // 表达式起始位置
let stmend = 0; // 表达式结束位置
let len = content.length;
let preCode = ''; // 表达式前的代码
let endCode = ''; // 最后一段代码
let stmJs = ''; // 表达式
while(beg < len) {
/* 开始符 */
stmbeg = content.indexOf('{', beg);
while(content.charAt(stmbeg - 1) === '\\\\') {
// 遇到转义的情况
stmbeg = content.indexOf('{', stmbeg + 1);
}
if(stmbeg === -1) {
// 到达最后一段代码
endCode = content.substr(beg);
out.push('OUT.push(\\'' + endCode + '\\');');
break;
}
/* 结束符 */
stmend = content.indexOf('}', stmbeg);
while(content.charAt(stmend - 1) === '\\\\') {
// 遇到转义的情况
stmend = content.indexOf('}', stmend + 1);
}
if(stmend === -1) {
// 没有结束符
break;
}
// 开始符之前代码
preCode = content.substring(beg, stmbeg);
if(content.charAt(stmbeg - 1) === '对于模板内容的解析，因为语法相对简单，此处直接使用while循环遍历。在我们上面定义的语法中，有关结构相关的语法都用{和}来包围，插值则是${和}，因此针对这两种语法需要分开处理。整个流程的判断如下：
- 搜索语句开始符{；
- 判断{前面是否有转义符\；
- 搜索语句结束符}；
- 判断}前面是否有转义符\；
- 判断{前面是否带有取值符号$；
- 提取语句内容，即{和}里面的内容；
- 将语句之前，即{或${之前未放入缓存区的内容放入缓存区；
- 解析语句，并把解析结果放入缓存区；
- 循环上述1-8的过程，直到搜索不到语句开始符{，则判断为结尾，把剩下的内容放入缓存区；
- 把目前缓存区的的内容存到需要输出的数组中。
以上提到的缓存区，即是上面代码中的out数组。当遍历完模板内容后，把缓存区合并成一个字符串，然后追加到占位符末尾。其中关于语句的解析用到的函数transStm目前接下来将要实现。
STEP 3
transStm函数实现比较简单，因为我们需求中设定的语法也不复杂。代码如下：
/*
* 转换模板语句
*/
let transStm = function(stmJs) {
stmJs = stmJs.trim();
for(let item of regmap) {
if(item.reg.test(stmJs)) {
return (typeof item.val === 'function') ? stmJs.replace(item.reg, item.val) : item.val;
}
}
};
如上，其实只是把语句中的内容逐一用正则去匹配，当匹配到属于某种规则的语句，则针对性处理并返回结果。比如我有一个语句{if a > 1}，然后正则去匹配，会匹配出是条件判断中的if语句，然后会处理成js代码if(a > 1) {并返回。而语句{/if}则会处理成}并返回。因此如下代码：
{if a > 1}.css{margin: 0;}{/if}
会处理成：
if(a > 1) {
out.push('.css{margin: 0;}'); // 此处是输出模板内容
}
其中关于语法匹配的正则和返回处理如下：
/*
* 语法正则
*/
const regmap = [
// if语句开始
{reg: /^if\\s+(.+)/i, val: (all, condition) => {return `if(${condition}) {`;}},
// elseif 语句开始
{reg: /^elseif\\s+(.+)/i, val: (all, condition) => {return `} else if(${condition}) {`}},
// else语句结束
{reg: /^else/i, val: '} else {'},
// if语句结束
{reg: /^\\/\\s*if/i, val: '}'},
// list语句开始
{reg: /^list\\s+([\\S]+)\\s+as\\s+([\\S]+)/i, val: (all, arr, item) => {return `for(var __INDEX__=0;__INDEX__<${arr}.length;__index__++) {var="" ${item}="${arr}[__INDEX__];var" ${item}_index="__INDEX__;`;}}," list语句结束="" {reg:="" ^\\="" \\s*list="" i,="" val:="" '}'},="" var="" 语句="" ^var\\s+(.+)="" (all,="" expr)=""> {return `var ${expr};`;}}
];
其中reg字段是正则表达式，若匹配成功，则执行或直接返回val字段的值。
STEP 4
如果有仔细看前面贴出来的代码，发现上面有用到一个变量defaultFilter，这是用来定义模板引擎需要自带的过滤器的。常用ejs的朋友们估计就会清楚，ejs里就自带了很多很实用的过滤器，我在下面例子就贴出一个常用的过滤器方法：
/**
* 默认的过滤器
*/
const defaultFilter = {
// 防注入用
escape: (str) => {
// 防注入转码映射表
var escapeMap = {
'<': '<',="" '="">': '>',
'&': '&',
' ': ' ',
'"': '"',
"'": ''',
'\\n': '
',
'\\r': ''
};
return str.replace(/\\<|\\>|\\&|\\r|\\n|\\s|\\'|\\"/g, (one) => {
return escapeMap[one];
});
}
};
用法很简单，当我们有一个变量a，内容为
为了防止此类注入的情况发生，我在上面实现了一个叫escape的过滤器，将使用方式改为${a|escape}就可以进行特殊符号的转义，在页面上直接显示变量a的内容
尾声
至此，一个完整的基于字符串的模板引擎就完成了，上面的代码使用了es6语法的部分特性来编写，如果需要兼容的话可以使用babel来将代码转成es5语法，在做一下压缩混淆的话，实际的代码不足3k。
前面也提到过，基于字符串的模板引擎最大的好处在于语法自由，你可以做到完全不需要关心模板的类型，你可以写一个css文件的模板，也可以写一个html文件的模板，只要有对应的模板就会有相应的输出，并且前后端可以共用。
如果你想要看完整的代码的话，请戳这里。
