探索JavaScript polyfill的世界：了解其目的，探索开发技术，并确保您的Web应用程序在全球范围内的跨浏览器和跨平台兼容性。
Web平台兼容性：JavaScript Polyfill开发综合指南
在不断发展的Web开发领域，确保跨浏览器和跨平台兼容性至关重要。虽然现代浏览器努力遵守Web标准，但较旧或功能较弱的浏览器可能缺乏对某些JavaScript功能的支持。这就是JavaScript polyfill发挥作用的地方，它们是关键的桥梁，使现代代码能够在各种环境中无缝运行。本指南深入探讨了polyfill开发的复杂性，为您提供创建健壮且全球兼容的Web应用程序所需的知识和技术。
什么是JavaScript Polyfill？
polyfill是一段代码（通常是JavaScript），用于提供浏览器本身不支持的功能。从本质上讲，它是一个代码片段，通过使用现有技术来实现缺失的功能，从而“填补空白”。“polyfill”这个词借用自一种用于填补孔洞的产品（如Polyfilla）。在Web开发中，polyfill解决了旧版浏览器中缺失的功能，使开发人员能够使用较新的功能，而不会疏远使用旧系统的用户。
可以这样想：您想在网站上使用一个新潮的JavaScript功能，但您的一些用户仍在使用不支持该功能的旧版浏览器。polyfill就像一个翻译器，让旧版浏览器能够理解和执行新代码，从而确保所有用户都能获得一致的体验，无论他们选择哪种浏览器。
Polyfill与Shim的对比
术语“polyfill”和“shim”经常可以互换使用，但它们之间有细微的差别。虽然两者都解决兼容性问题，但polyfill专门旨在复制缺失功能的确切行为，而shim通常为更广泛的兼容性问题提供变通方案或替代方案。一个polyfill是shim的一种，但并非所有shim都是polyfill。
例如，`Array.prototype.forEach`方法的polyfill会实现ECMAScript规范中定义的确切功能。而shim则可能为迭代类数组对象提供一个更通用的解决方案，即使它不能完美复制`forEach`的行为。
为什么使用Polyfills？
使用polyfills有以下几个主要好处：
- 提升用户体验： 确保所有用户无论使用何种浏览器都能获得一致且功能齐全的体验。即使用户的浏览器不是最新型号，他们也能够使用完整的功能。
- 使用现代代码： 使开发人员能够利用最新的JavaScript功能和API，而无需牺牲兼容性。您不必以降级到最低兼容性的浏览器标准来编写代码。
- 面向未来： 让您可以逐步增强您的应用程序，同时知道旧版浏览器仍然能够正常工作。
- 降低开发成本： 避免为不同浏览器编写单独的代码路径，从而简化开发和维护。一套代码库服务所有用户。
- 提高代码可维护性： 通过使用现代JavaScript语法，促进代码更清晰、更易于维护。
特性检测：Polyfill的基础
在应用polyfill之前，判断浏览器是否真的需要它至关重要。这就是特性检测的作用所在。特性检测涉及检查浏览器是否支持特定的功能或API。如果不支持，则应用polyfill；否则，使用浏览器原生实现。
如何实现特性检测
特性检测通常通过使用条件语句和`typeof`运算符，或通过检查全局对象上是否存在某个属性来实现。
示例：检测Array.prototype.forEach
以下是如何检测浏览器是否支持`Array.prototype.forEach`方法：
if (!Array.prototype.forEach) {
// forEach的polyfill
Array.prototype.forEach = function(callback, thisArg) {
// Polyfill实现
// ...
};
}
这段代码首先检查`Array.prototype.forEach`是否存在。如果不存在，则提供polyfill实现。如果存在，则使用浏览器的原生实现，避免不必要的开销。
示例：检测fetch API
if (!('fetch' in window)) {
// fetch的polyfill
// 引入一个fetch polyfill库 (例如, whatwg-fetch)
var script = document.createElement('script');
script.src = 'https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/fetch/3.6.2/fetch.min.js';
document.head.appendChild(script);
}
此示例检查`window`对象中是否存在`fetch` API。如果未找到，它会动态加载一个`fetch` polyfill库。
开发自己的Polyfill：分步指南
创建自己的polyfill可能是一次有益的经历，它能让您根据特定需求量身定制解决方案。以下是polyfill开发的分步指南：
第一步：确定缺失的功能
第一步是确定您想要polyfill的JavaScript功能或API。请查阅ECMAScript规范或可靠的文档（如MDN Web Docs），以了解该功能的行为以及预期的输入和输出。这将使您对需要构建的内容有深入的理解。
第二步：研究现有的Polyfill
在开始编写自己的polyfill之前，研究现有的解决方案是明智的。很有可能已经有人为您所针对的功能创建了polyfill。研究现有的polyfill可以为您提供有关实现策略和潜在挑战的宝贵见解。您或许可以调整或扩展现有的polyfill以满足您的需求。
像npmjs.com和polyfill.io这样的资源是搜索现有polyfill的绝佳去处。
第三步：实现Polyfill
一旦您对功能有了清晰的理解并研究了现有解决方案，就可以开始实现polyfill了。首先创建一个函数或对象来复制缺失功能的行为。密切关注ECMAScript规范，以确保您的polyfill行为符合预期。确保代码清晰且文档齐全。
示例：为String.prototype.startsWith编写Polyfill
以下是如何为`String.prototype.startsWith`方法编写polyfill的示例：
if (!String.prototype.startsWith) {
String.prototype.startsWith = function(searchString, position) {
position = position || 0;
return this.substr(position, searchString.length) === searchString;
};
}
如果`String.prototype`上尚不存在`startsWith`方法，此polyfill会添加该方法。它使用`substr`方法来检查字符串是否以指定的`searchString`开头。
第四步：全面测试
测试是polyfill开发过程中的关键部分。在各种浏览器中测试您的polyfill，包括旧版本和不同平台。使用Jest或Mocha等自动化测试框架，以确保您的polyfill行为正确，并且不会引入任何回归问题。
考虑在以下浏览器中测试您的polyfill：
- Internet Explorer 9-11（用于旧版支持）
- 最新版本的Chrome、Firefox、Safari和Edge
- iOS和Android上的移动浏览器
第五步：为您的Polyfill编写文档
清晰简洁的文档对于任何polyfill都至关重要。记录polyfill的用途、用法以及任何已知的限制。提供如何使用polyfill的示例，并解释任何依赖项或先决条件。让其他开发人员可以轻松访问您的文档。
第六步：分发您的Polyfill
一旦您确信您的polyfill工作正常且文档齐全，就可以将其分发给其他开发人员。考虑将您的polyfill发布到npm上或作为独立的JavaScript文件提供。您也可以将您的polyfill贡献给像polyfill.io这样的开源项目。
Polyfill库和服务
虽然创建自己的polyfill可能是一次宝贵的学习经历，但使用现有的polyfill库和服务通常更高效。这些资源提供了各种预构建的polyfill，您可以轻松地将它们集成到您的项目中。
polyfill.io
polyfill.io是一项广受欢迎的服务，它根据用户的浏览器提供定制的polyfill包。只需在您的HTML中包含一个script标签，polyfill.io就会自动检测浏览器并仅提供必需的polyfill。
示例：使用polyfill.io
这个script标签将获取支持用户浏览器中ES6功能所需的所有polyfill。您可以自定义`features`参数来指定您需要的polyfill。
Core-js
Core-js是一个模块化的JavaScript标准库。它为ECMAScript最新版本提供polyfill。Babel和许多其他转译器都使用它。
Modernizr
Modernizr是一个JavaScript库，可帮助您检测用户浏览器中的HTML5和CSS3功能。虽然它本身不提供polyfill，但可以与polyfill结合使用，根据特性检测结果有条件地应用它们。
Polyfill开发和使用的最佳实践
为确保最佳性能和可维护性，请在开发和使用polyfill时遵循以下最佳实践：
- 使用特性检测： 始终使用特性检测，以避免不必要地应用polyfill。当浏览器已经支持该功能时应用polyfill会降低性能。
- 按需加载Polyfill： 仅在需要时加载polyfill。使用条件加载技术来防止不必要的网络请求。
- 使用Polyfill服务： 考虑使用像polyfill.io这样的polyfill服务，根据用户的浏览器自动提供必需的polyfill。
- 全面测试： 在各种浏览器和平台上测试您的polyfill，确保它们正常工作。
- 保持Polyfill更新： 随着浏览器的发展，polyfill可能会过时或需要更新。保持您的polyfill为最新版本，以确保其有效性。
- 最小化Polyfill体积： Polyfill会增加JavaScript代码的总体积。通过删除不必要的代码和使用高效算法来最小化polyfill的体积。
- 考虑代码转译： 在某些情况下，代码转译（使用Babel等工具）可能是比polyfill更好的替代方案。转译将现代JavaScript代码转换为旧版浏览器可以理解的旧版本。
Polyfill与转译器：一种互补方法
Polyfill和转译器通常一起使用以实现跨浏览器兼容性。转译器将现代JavaScript代码转换为旧版浏览器可以理解的旧版本。Polyfill则通过提供缺失的功能和API来填补空白。
例如，您可能会使用Babel将ES6代码转译为ES5代码，然后使用polyfill为旧版浏览器中不支持的`Array.from`或`Promise`等功能提供实现。
这种转译和polyfill的结合为跨浏览器兼容性提供了一个全面的解决方案，让您能够使用最新的JavaScript功能，同时确保您的代码在旧环境中平稳运行。
常见的Polyfill场景与示例
以下是一些需要polyfill的常见场景及其实施示例：
1. 为Object.assign编写Polyfill
Object.assign是一个用于将一个或多个源对象的所有可枚举自有属性的值复制到目标对象的方法。它通常用于合并对象。
if (typeof Object.assign != 'function') {
// Must be writable: true, enumerable: false, configurable: true
Object.defineProperty(Object, "assign", {
value: function assign(target, varArgs) {
'use strict';
if (target == null) {
throw new TypeError('Cannot convert undefined or null to object');
}
var to = Object(target);
for (var index = 1; index < arguments.length; index++) {
var nextSource = arguments[index];
if (nextSource != null) {
for (var nextKey in nextSource) {
// Avoid bugs when hasOwnProperty is shadowed
if (Object.prototype.hasOwnProperty.call(nextSource, nextKey)) {
to[nextKey] = nextSource[nextKey];
}
}
}
}
return to;
},
writable: true,
configurable: true
});
}
2. 为Promise编写Polyfill
Promise是一个内置对象，表示异步操作的最终完成（或失败）。
您可以使用像es6-promise这样的polyfill库为旧版浏览器提供`Promise`实现：
if (typeof Promise === 'undefined') {
// 引入es6-promise polyfill
var script = document.createElement('script');
script.src = 'https://cdn.jsdelivr.net/npm/es6-promise@4/dist/es6-promise.auto.min.js';
document.head.appendChild(script);
}
3. 为自定义元素(Custom Elements)编写Polyfill
自定义元素允许您定义具有自定义行为的自己的HTML元素。
您可以使用@webcomponents/custom-elements polyfill来支持旧版浏览器中的自定义元素：
Polyfill的未来
随着浏览器不断发展并采用新的Web标准，对polyfill的需求可能会随着时间的推移而减少。然而，在可预见的未来，polyfill可能仍然是Web开发人员的宝贵工具，特别是在支持旧版浏览器或使用尚未广泛支持的前沿功能时。
Web标准的发展和常青浏览器（自动更新到最新版本的浏览器）的日益普及将逐渐减少对polyfill的依赖。然而，在所有用户都使用现代浏览器之前，polyfill将继续在确保跨浏览器兼容性和提供一致的用户体验方面发挥至关重要的作用。
结论
JavaScript polyfill对于确保Web开发中的跨浏览器和跨平台兼容性至关重要。通过了解其目的、开发技术和最佳实践，您可以创建健壮且全球可访问的Web应用程序。无论您选择开发自己的polyfill还是使用现有的库和服务，polyfill都将继续是您Web开发工具库中的宝贵工具。持续关注Web标准和浏览器支持的演变，对于明智地决定何时以及如何有效使用polyfill至关重要。当您应对Web平台兼容性的复杂性时，请记住polyfill是您在所有环境中提供一致且卓越用户体验的盟友。拥抱它们，掌握它们，并看着您的Web应用程序在多元化且充满活力的互联网世界中蓬勃发展。