JavaScript Web API

什么是Web API？

Web API是浏览器提供的一系列API（应用程序编程接口），允许JavaScript与浏览器环境进行交互。这些API不是JavaScript语言的一部分，而是浏览器提供的额外功能。

Web API主要分为以下几类：

  1. DOM API：用于操作HTML文档结构
  2. BOM API：用于操作浏览器窗口和导航
  3. 网络API：用于发送网络请求
  4. 存储API：用于在浏览器中存储数据
  5. 多媒体API：用于处理音频、视频等多媒体内容
  6. 设备API：用于访问设备硬件功能
  7. 其他API：如地理位置API、通知API等

DOM API

DOM API（文档对象模型API）允许JavaScript与HTML文档进行交互，包括选择、创建、修改和删除HTML元素。

常见的DOM API

  1. 元素选择API：

    • getElementById()：通过ID选择元素
    • getElementsByClassName()：通过类名选择元素
    • getElementsByTagName()：通过标签名选择元素
    • querySelector()：通过CSS选择器选择第一个匹配元素
    • querySelectorAll()：通过CSS选择器选择所有匹配元素

  2. 元素操作API：

    • createElement()：创建新元素
    • appendChild()：添加子元素
    • removeChild()：移除子元素
    • replaceChild()：替换子元素
    • insertBefore()：在指定元素之前插入元素

  3. 属性操作API：

    • getAttribute()：获取元素属性
    • setAttribute()：设置元素属性
    • removeAttribute()：移除元素属性
    • hasAttribute()：检查元素是否有指定属性

  4. 样式操作API：

    • style：获取或设置元素的内联样式
    • classList：操作元素的CSS类

  5. 事件API：

    • addEventListener()：添加事件监听器
    • removeEventListener()：移除事件监听器
    • dispatchEvent()：触发事件

示例：DOM API使用

// 选择元素
const container = document.getElementById('container');
const paragraphs = document.querySelectorAll('p');

// 创建元素
const newDiv = document.createElement('div');
newDiv.textContent = '新创建的元素';
newDiv.classList.add('new-class');

// 添加元素
container.appendChild(newDiv);

// 事件监听
newDiv.addEventListener('click', () => {
  console.log('元素被点击了！');
});

BOM API

BOM API（浏览器对象模型API）允许JavaScript与浏览器窗口进行交互，包括操作窗口大小、导航、历史记录等。

常见的BOM API

  1. Window对象：

    • window.innerWidth/window.innerHeight：获取窗口的内部宽度和高度
    • window.open()：打开新窗口
    • window.close()：关闭当前窗口
    • window.alert()：显示警告框
    • window.confirm()：显示确认框
    • window.prompt()：显示提示框

  2. Location对象：

    • location.href：获取或设置当前页面的URL
    • location.protocol：获取URL的协议（如http:或https:）
    • location.host：获取URL的主机名和端口号
    • location.pathname：获取URL的路径部分
    • location.search：获取URL的查询字符串
    • location.hash：获取URL的哈希部分
    • location.reload()：重新加载当前页面
    • location.replace()：替换当前页面（不留下历史记录）

  3. Navigator对象：

    • navigator.userAgent：获取浏览器的用户代理字符串
    • navigator.language：获取浏览器的语言
    • navigator.platform：获取浏览器的平台
    • navigator.onLine：检查浏览器是否在线

  4. History对象：

    • history.length：获取历史记录的长度
    • history.back()：返回上一页
    • history.forward()：前进到下一页
    • history.go()：跳转到指定的历史记录页面

  5. Screen对象：

    • screen.width/screen.height：获取屏幕的宽度和高度
    • screen.availWidth/screen.availHeight：获取可用屏幕的宽度和高度
    • screen.colorDepth：获取屏幕的颜色深度

示例：BOM API使用

// 窗口大小
console.log(`窗口大小：${window.innerWidth}x${window.innerHeight}`);

// 页面跳转
location.href = 'https://www.example.com';

// 历史记录
history.back(); // 返回上一页

// 浏览器信息
console.log(`浏览器：${navigator.userAgent}`);
console.log(`语言：${navigator.language}`);

网络API

网络API允许JavaScript发送和接收网络请求，与服务器进行数据交换。

1. XMLHttpRequest

XMLHttpRequest是早期的网络请求API，用于发送HTTP请求。

// 创建XMLHttpRequest对象
const xhr = new XMLHttpRequest();

// 配置请求
xhr.open('GET', 'https://api.example.com/data', true);

// 设置请求头
xhr.setRequestHeader('Content-Type', 'application/json');

// 监听请求状态变化
xhr.onreadystatechange = function() {
  if (xhr.readyState === XMLHttpRequest.DONE) {
    if (xhr.status === 200) {
      // 请求成功
      const data = JSON.parse(xhr.responseText);
      console.log(data);
    } else {
      // 请求失败
      console.error('请求失败：', xhr.status);
    }
  }
};

// 发送请求
xhr.send();

2. Fetch API

Fetch API是现代的网络请求API，提供了更简洁、更强大的方式来发送网络请求，基于Promise。

// 基本GET请求
fetch('https://api.example.com/data')
  .then(response => {
    if (!response.ok) {
      throw new Error(`HTTP错误！状态：${response.status}`);
    }
    return response.json();
  })
  .then(data => {
    console.log(data);
  })
  .catch(error => {
    console.error('请求失败：', error);
  });

// POST请求
fetch('https://api.example.com/data', {
  method: 'POST',
  headers: {
    'Content-Type': 'application/json'
  },
  body: JSON.stringify({ name: 'John', age: 30 })
})
  .then(response => response.json())
  .then(data => {
    console.log('成功：', data);
  })
  .catch(error => {
    console.error('失败：', error);
  });

3. WebSocket API

WebSocket API允许在浏览器和服务器之间建立持久的双向通信连接。

// 创建WebSocket连接
const socket = new WebSocket('ws://localhost:8080');

// 连接打开时触发
socket.onopen = function(event) {
  console.log('WebSocket连接已打开');
  // 发送消息
  socket.send('Hello Server!');
};

// 接收消息时触发
socket.onmessage = function(event) {
  console.log('接收到消息：', event.data);
};

// 连接关闭时触发
socket.onclose = function(event) {
  console.log('WebSocket连接已关闭');
};

// 发生错误时触发
socket.onerror = function(error) {
  console.error('WebSocket错误：', error);
};

存储API

存储API允许在浏览器中存储数据，包括会话存储和本地存储。

1. LocalStorage API

LocalStorage API允许在浏览器中永久存储数据，数据不会过期，除非手动删除。

// 设置数据
localStorage.setItem('username', 'John');
localStorage.setItem('age', '30');

// 获取数据
const username = localStorage.getItem('username');
console.log(username); // John

// 获取所有数据
for (let i = 0; i < localStorage.length; i++) {
  const key = localStorage.key(i);
  const value = localStorage.getItem(key);
  console.log(`${key}: ${value}`);
}

// 删除数据
localStorage.removeItem('age');

// 清空所有数据
localStorage.clear();

2. SessionStorage API

SessionStorage API允许在浏览器会话期间存储数据，当浏览器窗口关闭时，数据会被删除。

// 设置数据
sessionStorage.setItem('sessionId', '12345');

// 获取数据
const sessionId = sessionStorage.getItem('sessionId');
console.log(sessionId); // 12345

3. IndexedDB API

IndexedDB API是一个更强大的客户端存储API，允许存储大量结构化数据。

// 打开数据库连接
const request = indexedDB.open('myDatabase', 1);

// 数据库升级时触发
request.onupgradeneeded = function(event) {
  const db = event.target.result;
  
  // 创建对象存储空间
  const objectStore = db.createObjectStore('customers', { keyPath: 'id' });
  
  // 创建索引
  objectStore.createIndex('name', 'name', { unique: false });
  objectStore.createIndex('email', 'email', { unique: true });
};

// 数据库打开成功时触发
request.onsuccess = function(event) {
  const db = event.target.result;
  
  // 开始事务
  const transaction = db.transaction(['customers'], 'readwrite');
  const objectStore = transaction.objectStore('customers');
  
  // 添加数据
  const customer = { id: 1, name: 'John Doe', email: 'john@example.com' };
  const addRequest = objectStore.add(customer);
  
  addRequest.onsuccess = function() {
    console.log('数据添加成功');
  };
  
  // 事务完成时触发
  transaction.oncomplete = function() {
    console.log('事务完成');
  };
};

多媒体API

1. Canvas API

Canvas API允许在浏览器中绘制图形、动画等。

// 获取canvas元素
const canvas = document.getElementById('myCanvas');
const ctx = canvas.getContext('2d');

// 绘制矩形
ctx.fillStyle = 'red';
ctx.fillRect(10, 10, 100, 100);

// 绘制圆形
ctx.fillStyle = 'blue';
ctx.beginPath();
ctx.arc(150, 150, 50, 0, Math.PI * 2);
ctx.fill();

// 绘制文本
ctx.fillStyle = 'black';
ctx.font = '20px Arial';
ctx.fillText('Hello Canvas', 200, 50);

2. Audio API

Audio API允许在浏览器中播放、暂停和控制音频。

// 创建Audio对象
const audio = new Audio('music.mp3');

// 播放音频
audio.play();

// 暂停音频
audio.pause();

// 设置音量
audio.volume = 0.5; // 50%

// 事件监听
audio.addEventListener('ended', () => {
  console.log('音频播放结束');
});

3. Video API

Video API允许在浏览器中播放、暂停和控制视频。

<video id="myVideo" controls width="320" height="240">
  <source src="movie.mp4" type="video/mp4">
  您的浏览器不支持视频播放。
</video>
// 获取video元素
const video = document.getElementById('myVideo');

// 播放视频
video.play();

// 暂停视频
video.pause();

// 设置当前时间
video.currentTime = 30; // 跳转到30秒处

// 设置音量
video.volume = 0.7; // 70%

设备API

1. Geolocation API

Geolocation API允许获取用户的地理位置信息。

// 检查浏览器是否支持Geolocation API
if ('geolocation' in navigator) {
  // 获取当前位置
  navigator.geolocation.getCurrentPosition(
    // 成功回调
    (position) => {
      const latitude = position.coords.latitude;
      const longitude = position.coords.longitude;
      console.log(`纬度：${latitude}，经度：${longitude}`);
    },
    // 错误回调
    (error) => {
      console.error('获取位置失败：', error.message);
    }
  );
  
  // 监听位置变化
  const watchId = navigator.geolocation.watchPosition(
    (position) => {
      console.log('位置变化：', position.coords);
    }
  );
  
  // 停止监听
  // navigator.geolocation.clearWatch(watchId);
} else {
  console.log('您的浏览器不支持Geolocation API');
}

2. Notification API

Notification API允许向用户发送桌面通知。

// 检查浏览器是否支持Notification API
if ('Notification' in window) {
  // 请求通知权限
  Notification.requestPermission().then(permission => {
    if (permission === 'granted') {
      // 发送通知
      new Notification('通知标题', {
        body: '这是通知的内容',
        icon: 'icon.png'
      });
    }
  });
}

3. Clipboard API

Clipboard API允许读写系统剪贴板。

// 复制文本到剪贴板
async function copyToClipboard(text) {
  try {
    await navigator.clipboard.writeText(text);
    console.log('文本已复制到剪贴板');
  } catch (error) {
    console.error('复制失败：', error);
  }
}

// 从剪贴板读取文本
async function readFromClipboard() {
  try {
    const text = await navigator.clipboard.readText();
    console.log('剪贴板内容：', text);
    return text;
  } catch (error) {
    console.error('读取失败：', error);
    return '';
  }
}

Web API的最佳实践

  1. 检查API支持：在使用Web API之前，检查浏览器是否支持该API
  2. 使用现代API：优先使用现代API（如Fetch API），而不是过时的API（如XMLHttpRequest）
  3. 处理错误：正确处理API调用过程中可能出现的错误
  4. 考虑性能：避免频繁调用昂贵的API，如DOM操作
  5. 尊重用户隐私：在使用涉及用户隐私的API（如Geolocation API）时，获取用户的明确许可
  6. 优化存储：合理使用存储API，避免存储过多数据
  7. 使用异步编程：网络请求和其他异步API应该使用异步编程模式（如Promise、async/await）

总结

JavaScript Web API是浏览器提供的一系列强大功能，允许JavaScript与浏览器环境进行交互。这些API包括DOM API、BOM API、网络API、存储API、多媒体API和设备API等。

通过熟练掌握这些API，可以创建更丰富、更交互性的Web应用。在使用Web API时，应该注意浏览器兼容性、性能优化和用户隐私等问题。

随着Web技术的不断发展，新的Web API不断出现，开发者应该持续学习和关注最新的Web API，以创建更现代、更高效的Web应用。

练习

  1. 使用DOM API创建一个简单的待办事项列表应用，包括添加、删除和标记完成功能。

  2. 使用Fetch API发送GET请求，获取GitHub用户的仓库信息，并在页面上显示。

  3. 使用LocalStorage API实现一个简单的计数器，记录用户访问页面的次数。

  4. 使用Canvas API绘制一个简单的动画，如移动的小球。

  5. 使用Geolocation API获取用户的地理位置，并在控制台中显示。

  6. 使用Notification API实现一个简单的通知功能，当用户点击按钮时发送通知。

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