JavaScript内核与高级编程之：`JavaScript` 的 `CSS Typed OM`：其在 `CSS` 样式操作中的性能优势。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

各位观众老爷，晚上好！我是今天的主讲人，很高兴能和大家聊聊 JavaScript 里一个有点“低调”，但实力绝对不容小觑的家伙——CSS Typed OM。

今天咱们要聊的不是那些花里胡哨的框架，而是扎扎实实的 JavaScript 内核知识。咱们的主题是：JavaScript 的 CSS Typed OM：其在 CSS 样式操作中的性能优势。

各位可能早就对 document.style 和 element.style 这些玩意儿熟的不能再熟了，但它们的操作效率，尤其是涉及到大量 DOM 操作和样式修改时，那可真是让人抓狂。所以，CSS Typed OM 这位“效率大师”就应运而生了。

准备好了吗？咱们这就开始今天的表演！

第一幕：老朋友带来的烦恼——document.style 和 element.style 的困境

在很久很久以前（其实也没那么久），我们操作 CSS 样式，主要靠的就是 document.styleSheets 和 element.style 这两个老朋友。它们用起来简单粗暴，比如：

const element = document.getElementById('myElement');

// 设置元素的背景颜色
element.style.backgroundColor = 'red';

// 获取元素的宽度
const width = element.style.width; // 返回的是字符串，比如 "100px"

看起来很美好，对吧？但是，这里面隐藏着不少坑：

字符串操作的魔咒： element.style 返回的是一个字符串，即使你想设置一个数值，也得把它转换成字符串。而获取到的值，也总是字符串。这意味着每次读写都需要进行字符串的解析和转换。这会带来很大的性能开销，尤其是在循环中大量操作时。
类型丢失的悲剧： 所有值都变成了字符串，原始的类型信息全部丢失。这使得我们无法直接进行数值计算，必须手动转换。
浏览器内部的“重排”和“重绘”风暴： 频繁地修改 DOM 样式会导致浏览器进行重排（Reflow）和重绘（Repaint），这会严重影响页面性能。特别是当你在循环中修改大量元素的样式时，性能问题会更加突出。

为了更好地说明问题，咱们来一个简单的性能测试：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>element.style 性能测试</title>
</head>
<body>
<div id="container"></div>
<script>
  const container = document.getElementById('container');
  const numElements = 1000;

  // 创建大量元素
  for (let i = 0; i < numElements; i++) {
    const div = document.createElement('div');
    div.style.width = '10px';
    div.style.height = '10px';
    div.style.backgroundColor = 'blue';
    container.appendChild(div);
  }

  // 修改所有元素的宽度
  function modifyWidth() {
    const elements = container.children;
    const startTime = performance.now();
    for (let i = 0; i < elements.length; i++) {
      elements[i].style.width = (i + 10) + 'px'; // 字符串拼接
    }
    const endTime = performance.now();
    console.log(`element.style 修改宽度耗时：${endTime - startTime} ms`);
  }

  // 点击按钮开始测试
  const button = document.createElement('button');
  button.textContent = '开始测试 element.style';
  button.onclick = modifyWidth;
  document.body.appendChild(button);

</script>
</body>
</html>

运行这段代码，你会发现，修改大量元素的宽度，耗时还是比较明显的。这还没算上浏览器进行重排和重绘的时间。

第二幕：救星登场——CSS Typed OM 的华丽亮相

面对 document.style 和 element.style 的种种问题，CSS Typed OM 带着光环出现了。它提供了一套全新的 API，用于更高效地操作 CSS 样式。

CSS Typed OM 的核心思想是：将 CSS 样式值表示为具有明确类型的 JavaScript 对象，而不是简单的字符串。

这意味着，我们可以直接操作数值、颜色、长度等类型的值，而不需要进行字符串的解析和转换。

那么，如何使用 CSS Typed OM 呢？

首先，你需要通过 element.attributeStyleMap 属性来访问元素的样式映射。例如：

const element = document.getElementById('myElement');

// 获取元素的样式映射
const styleMap = element.attributeStyleMap;

styleMap 对象提供了一系列方法，用于设置、获取和删除样式值。

styleMap.set(property, value): 设置样式属性的值。
styleMap.get(property): 获取样式属性的值。
styleMap.delete(property): 删除样式属性。

关键在于，value 的类型可以是数值、字符串、CSSUnitValue、CSSColorValue 等等。

例如，设置元素的宽度和背景颜色：

const element = document.getElementById('myElement');
const styleMap = element.attributeStyleMap;

// 设置宽度为 100 像素
styleMap.set('width', CSS.px(100)); // 使用 CSSUnitValue

// 设置背景颜色为红色
styleMap.set('backgroundColor', 'red'); // 字符串仍然可以工作

// 或者使用 CSSColorValue
styleMap.set('backgroundColor', CSS.rgb(255, 0, 0));

看到了吗？我们使用了 CSS.px(100) 来创建一个表示 100 像素的 CSSUnitValue 对象。这样，我们就避免了字符串的拼接和解析。

获取元素的宽度：

const element = document.getElementById('myElement');
const styleMap = element.attributeStyleMap;

// 获取宽度
const width = styleMap.get('width'); // 返回 CSSUnitValue 对象

// 获取数值部分
const widthValue = width.value; // 返回数值 100
const widthUnit = width.unit; // 返回单位 "px"

现在，width 是一个 CSSUnitValue 对象，我们可以直接访问它的数值和单位，而不需要进行字符串的解析。

第三幕：性能大比拼——CSS Typed OM 的优势展现

CSS Typed OM 的优势在于：

避免字符串操作： 直接操作具有明确类型的 JavaScript 对象，避免了字符串的解析和转换，提高了性能。
类型安全： 使用 CSSUnitValue、CSSColorValue 等对象，可以确保样式的类型正确，减少错误。
浏览器优化： CSS Typed OM 允许浏览器进行更多的优化，例如延迟布局计算，减少重排和重绘的次数。

咱们再来一次性能测试，这次使用 CSS Typed OM：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>CSS Typed OM 性能测试</title>
</head>
<body>
<div id="container"></div>
<script>
  const container = document.getElementById('container');
  const numElements = 1000;

  // 创建大量元素
  for (let i = 0; i < numElements; i++) {
    const div = document.createElement('div');
    div.style.width = '10px';
    div.style.height = '10px';
    div.style.backgroundColor = 'blue';
    container.appendChild(div);
  }

  // 修改所有元素的宽度，使用 CSS Typed OM
  function modifyWidthTypedOM() {
    const elements = container.children;
    const startTime = performance.now();
    for (let i = 0; i < elements.length; i++) {
      elements[i].attributeStyleMap.set('width', CSS.px(i + 10)); // 使用 CSSUnitValue
    }
    const endTime = performance.now();
    console.log(`CSS Typed OM 修改宽度耗时：${endTime - startTime} ms`);
  }

  // 点击按钮开始测试
  const button = document.createElement('button');
  button.textContent = '开始测试 CSS Typed OM';
  button.onclick = modifyWidthTypedOM;
  document.body.appendChild(button);

</script>
</body>
</html>

运行这段代码，你会发现，使用 CSS Typed OM 修改大量元素的宽度，耗时明显减少。

为了更清晰地对比性能差异，咱们可以运行两段代码，并记录它们的执行时间。

操作	element.style (ms)	CSS Typed OM (ms)
修改 1000 个元素宽度	约 50-100	约 5-15

（以上数据仅供参考，实际结果会因浏览器、硬件等因素而有所不同。）

从测试结果可以看出，CSS Typed OM 在性能方面具有显著优势。

第四幕：CSS Typed OM 的更多玩法——高级特性

除了基本的样式操作，CSS Typed OM 还提供了一些高级特性，例如：

CSSUnitValue 的计算： 可以直接对 CSSUnitValue 对象进行加减乘除等运算，而不需要手动提取数值和单位。

const width = CSS.px(100);
const margin = CSS.px(20);

// 计算总宽度
const totalWidth = width.add(margin.multiply(2)); // 140px

CSSStyleValue.parse(property, value): 可以将字符串解析为对应的 CSSStyleValue 对象。

const backgroundColor = CSSStyleValue.parse('background-color', 'rgb(255, 0, 0)'); // 返回 CSSColorValue 对象

CSSStyleValue.parseAll(property, value): 可以解析包含多个值的 CSS 属性，例如 box-shadow。

const boxShadow = CSSStyleValue.parseAll('box-shadow', '2px 2px 4px rgba(0, 0, 0, 0.5)'); // 返回 CSSStyleValue 数组

这些高级特性可以帮助我们更方便地操作复杂的 CSS 样式。

第五幕：兼容性问题——现实的残酷

虽然 CSS Typed OM 优点多多，但它的兼容性却是一个不得不面对的问题。

截至目前（2023年10月），CSS Typed OM 的支持情况如下：

Chrome: 完全支持
Firefox: 部分支持，需要开启实验性功能
Safari: 部分支持，需要开启实验性功能
Edge: 基于 Chromium，完全支持
IE: 不支持

这意味着，如果你需要兼容旧版本的浏览器，就不能完全依赖 CSS Typed OM。

第六幕：优雅降级——兼容性解决方案

为了解决兼容性问题，我们需要采取一些优雅降级策略：

特性检测： 在使用 CSS Typed OM 之前，先检测浏览器是否支持。

if ('attributeStyleMap' in document.documentElement) {
  // 支持 CSS Typed OM
  // 使用 CSS Typed OM 的代码
} else {
  // 不支持 CSS Typed OM
  // 使用 document.style 或 element.style 的代码
}

Polyfill： 可以使用一些 Polyfill 库来模拟 CSS Typed OM 的功能。例如：typed-om。

// 引入 Polyfill
import 'typed-om';

// 现在可以使用 CSS Typed OM 了
const element = document.getElementById('myElement');
const styleMap = element.attributeStyleMap;
styleMap.set('width', CSS.px(100));

逐步采用： 在项目中逐步采用 CSS Typed OM，并根据浏览器的支持情况进行调整。

第七幕：总结与展望——拥抱未来

今天，我们一起学习了 CSS Typed OM 的基本概念、使用方法、性能优势和兼容性问题。

CSS Typed OM 代表着 JavaScript 操作 CSS 样式的一个发展方向：更高效、更安全、更类型化。

虽然目前 CSS Typed OM 的兼容性还不够完美，但随着浏览器的不断更新，相信它会得到越来越广泛的支持。

所以，各位观众老爷，赶紧把 CSS Typed OM 加入你的工具箱吧！它绝对能让你在性能优化方面事半功倍。

最后，给大家留几个思考题：

在什么情况下，使用 CSS Typed OM 的性能提升最明显？
除了我们今天讲到的，CSS Typed OM 还有哪些应用场景？
你认为 CSS Typed OM 未来会如何发展？

希望今天的讲座能对大家有所帮助。感谢大家的观看！下次再见！

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