前端實現網路閱讀軟體之分頁原理與演算法(一)

發表於2016-03-23
前端演算法

昨天晚上在群裡交流各種腦動大開的題目，我順手也提了一個問題： JS如何做“字元分頁“

原意是源於我4年前公司專案，我負責開發1年的樣子，後來各種原因就沒有然後了…

http://reader.appcarrier.com/

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以上圖片是手機上的截圖，Metro風格當前可是風靡一時，軟體本身是類似現在的”追書神器”

通過書名，在網路上搜尋到對應的內容，之後儲存到本地資料庫。在通過JS獲取資料再處理

自己裝好測了下，貌似下載伺服器已經掛了~

 

程式採用PhoneGap打包的，資料採集是用底層完成的，其餘的都是通過前端處理

規定：採集到一本書內容，按照書的章節分資料塊，寫入到本地資料庫中，資料庫可以用SQLite，webkit是支援的

前端層面需要處理的幾個重要問題：

  • 字元分頁：一個頁面到底可以容納多少字元（文字，符號，空格等等）
  • 效能問題：如何快速生成指定頁面
  • 模擬翻頁：類似ibooks翻頁效果，頁正反頁面都有文字

 

由於時間太久了，我也沒仔細去查閱程式碼了，這裡只能憑記憶描述下

 

原理：

要實現類似於圖書的效果，首先要進行的，就是分頁操作。也就是說，需要把一段長長的文字，分解成若干個頁面。

 

分頁背景知識：

表面上來看，分頁操作並不複雜，但實際上分頁是非常複雜的功能，這個想靠js去計算文字佔用的空間，難，非常難

我在問的時候，大家腦洞開啟，比如：用一個不換行的寬度100%的容器，計算什麼時候scrollwidth 大於width，那麼就可以計算出  標點需要多少個填滿，等等之類的答案

現在站在我的理解層次簡單描述下：

純文字：

純文字是最簡單的情況。純文字的高度是固定的，因此，只要能計算出每一行的高度，就可以進行分頁。但是，中文排版也不是一件簡單的事情，因為中文的標點是很有講究的：

  • 某些標點不能出現在行的開頭，例如“逗號”就不應該出現在行首。有些標點不能出現在行的結尾，例如“正引號”就不應該出現在行的結尾。這個叫做標點的“避頭尾”。
  • 如果出現連續的標點，例如冒號後面跟著引號，那麼這兩個標點不應該佔據2個字元的位置，而應該合併起來佔據一個字元的位置。這個叫做標點的“壓縮”。

html格式：

對於html格式，情況就複雜很多，因此此時行距不固定了，段前、段後間距可能是任意值，而且每行的文字的字型、字號都有可能不一樣，這樣，計算每一行的高度，就要考慮到種種細微的因素。

如果中間再有影像，情況就會進一步複雜。影像的高度，影像和文字的邊距等等。

伺服器計算：

如果在伺服器裡面，提前計算好分頁呢？也有問題， 因為要適合不同的手機解析度，軟體本身還可以設定字型的大小，等等

 

因此：

  •  即使是純文字，高度的計算也是有一個複雜度的。當然，有些軟體可能不考慮這些中文特性，胡亂計算。
  •  不管採用底層的Java語言，還是採用客戶端的Javascript語言，要實現精緻的分頁演算法都是很難的。
  •  可能有人想問，如果分頁分得不好會出現什麼情況。最常見的，是最下面以行，某些文字只能顯示“半行”。而且顯而易見，出現半行的機率，遠遠大於正好是整行的機率。

總結：通過純理論去計算分頁，和自己寫一個文字排版軟體區別已經不大了，這絕不是短期的工作能夠完成的。況且我也寫不出~

 

HTML對分頁的支援

HTML並不直接支援分頁。

Adobe正在建議一個新的CSS樣式，稱為CSS Region（http://www.adobe.com/devnet/html5/articles/css3-regions.html）。

如果這個功能開發成功，就能實現類似於排版軟體的排版效果。據說這個功能在新的Chrome測試版中正在開發中，但何時能投入使用並穩定執行，還是未知數。

html5新增加了一個功能，就是分欄（columns）。分欄功能可以製作類似於Word中的分欄效果

html5的分欄效果以及CSS程式碼

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如果還不瞭解分欄，則請閱讀如下文章：

分欄雖然不如CSS region那樣靈活，但勉強也能夠在不同的欄之間，實現文字的拆分。如果我們把每個欄設定成剛好一頁的話，就初步模擬了分頁的效果。

 

分欄功能的效能及動態結構

雖然分欄功能初步能夠模擬分頁效果，但還存在著不少問題：

  1. 分欄形成的頁面，是連續排列的。也就是說，可以支援滑動操作，但並不能支援“翻頁”效果。
  2. 如果欄目過多時，效能會很差。（大約20~30個欄目會有明顯效能下降）

我們先討論第2個問題，就是如何動態切換分欄中的內容。

由於分欄存在效能問題，因此，我們不可能把很長的內容，全部用分欄排列（請注意，這是我們後面進行了複雜設計的原因。如果分欄沒有效能問題，自然也不需要那麼複雜的設計）。

由於效能問題，我們不能把所有需要的內容，全部放在分欄結構中，只能一段一段地顯示在欄目中。也就是說，用於構建分欄的段落，是動態變化的。

在這種情況下，對於分頁的方式而言，最大的問題，是前面的段落，會影響後面的段落的排列。

考慮如下圖所示的情況。

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圖中兩個段落在分欄狀態下排列

圖中，藍色段落充滿了一個欄後，會擠出一些內容到下一欄。而綠色段落，會從藍色段落結束的地方繼續排列。

現在假設動態切換時，藍色段落被刪除，而在綠色段落後面，增加了紅色段落。此時，不能讓綠色段落從欄首開始排列，必須在綠色段落的開始，給出一個空白的間隔出來，

如圖所示。

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圖中紅色段落的排版

也就是說，雖然藍色段落被刪除，但是其對分欄排版的影響，仍然需要計算在內。就上圖來說，第1個欄可以完全忽略，因為不影響後面的排版。第2欄的上半部分，也就是藍色段落的“剩餘影響”，在排版仍然要考慮在內。

如何計算每個段落對後面的段落的“剩餘影響”呢？幸好在分欄模式下，提供了獲取每個段落的高度的功能，就是用zepto的height()函式就可以獲取高度。獲取了高度之後，除以欄目高度的餘數，就是“剩餘影響”。

因此，精確地計算出每個段落的高度，就可以實現動態的分欄排版。

 

以上就是基於對分欄實現排版的理論，之後涉及

  • 分欄功能對翻頁的支援
  • 分頁的實現
  • 翻頁的效果
  • 效能優化

等等這些知識點，等下一節釋出吧

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