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第三节：HTML5 高级特性与应用​

news 2025/9/7 7:45:12

学习 HTML5 的第三节，​​核心目标是掌握 HTML5 的“动态能力”与“浏览器原生功能”​​，即如何利用 HTML5 提供的 API 和特性，让网页从“静态文档”升级为“可交互的应用”。这一节将重点讲解 ​​客户端存储、Canvas 绘图、拖放交互、地理定位​​ 等实用技术，帮助你理解 HTML5 如何扩展网页的能力边界。

​​​​学习目标​​

  1. 掌握客户端存储的两种方案（Web Storage 和 IndexedDB），解决 Cookie 的局限性。
  2. 学会使用 Canvas 绘制图形、实现动画，替代传统的 Flash 或图片。
  3. 理解拖放（Drag & Drop）API 的原理，实现文件上传或列表排序。
  4. 掌握地理定位（Geolocation）API，获取用户位置信息。

​​一、客户端存储：从 Cookie 到 Web Storage/IndexedDB​​

传统 Cookie 存储存在​​大小限制（约 4KB）、随 HTTP 请求发送（增加流量）、安全性低（易被篡改）​​ 等问题。HTML5 提供了更强大的存储方案：Web Storage（localStorage/sessionStorage）和 IndexedDB。

​​1. Web Storage：轻量级键值对存储​​

Web Storage 是浏览器提供的本地存储机制，分为两种：

  • localStorage：持久化存储（清除浏览器缓存前一直存在）。
  • sessionStorage：会话级存储（关闭标签页后失效）。
​​核心操作​​
操作代码示例说明
存储数据localStorage.setItem('user', JSON.stringify({ name: '张三' }))存储对象需用 JSON.stringify 转为字符串
读取数据const user = JSON.parse(localStorage.getItem('user'))读取时用 JSON.parse 转回对象
删除单个键localStorage.removeItem('user')
清空所有数据localStorage.clear()
监听存储变化window.addEventListener('storage', (e) => { ... })其他标签页修改存储时触发（仅 localStorage）
​​示例：用 localStorage 实现“主题切换”​​

需求：用户点击按钮切换暗/亮模式，下次打开页面时保持上次选择的主题。

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>主题切换示例</title><style>body.light {background: #fff;color: #333;}body.dark {background: #333;color: #fff;}button {padding: 10px 20px;cursor: pointer;}</style>
</head>
<body class="light"><h2>主题切换</h2><button id="themeBtn">切换为暗模式</button><script>const btn = document.getElementById('themeBtn');const body = document.body;// 读取本地存储的主题设置const savedTheme = localStorage.getItem('theme');if (savedTheme) {body.className = savedTheme;btn.textContent = savedTheme === 'dark' ? '切换为亮模式' : '切换为暗模式';}// 点击按钮切换主题btn.addEventListener('click', () => {if (body.className === 'light') {body.className = 'dark';localStorage.setItem('theme', 'dark'); // 存储主题btn.textContent = '切换为亮模式';} else {body.className = 'light';localStorage.setItem('theme', 'light'); // 存储主题btn.textContent = '切换为暗模式';}});</script>
</body>
</html>
​​Web Storage 的局限性​​
  • 仅支持存储字符串（对象需序列化）。
  • 存储容量有限（通常 5-10MB，不同浏览器不同）。
  • 无法存储结构化数据（如数组、嵌套对象）。
​​2. IndexedDB：结构化数据存储​​

IndexedDB 是浏览器提供的​​本地数据库​​，支持存储大量结构化数据（如对象、数组）、索引查询、事务操作，适合离线应用或需要复杂查询的场景（如待办事项列表、笔记应用）。

​​核心概念​​
  • ​​数据库（Database）​​：存储数据的容器，需指定名称和版本。
  • ​​对象仓库（Object Store）​​：类似“表”，存储同类型的对象（如 todos 存储待办事项）。
  • ​​索引（Index）​​：为对象仓库的某个属性创建索引，加速查询（如按 completed 状态查询待办事项）。
​​示例：用 IndexedDB 存储“待办事项”​​

需求：添加、删除待办事项，支持按“已完成”筛选。

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>IndexedDB 待办事项</title><style>.todo-input { margin: 10px 0; padding: 5px; }.todo-item { padding: 8px; margin: 5px 0; border: 1px solid #ddd; }.completed { text-decoration: line-through; color: #999; }</style>
</head>
<body><h2>待办事项（IndexedDB）</h2><input type="text" class="todo-input" id="todoInput" placeholder="输入待办事项"><button onclick="addTodo()">添加</button><div id="todoList"></div><script>let db;const DB_NAME = 'TodoDB';const STORE_NAME = 'todos';// 打开/创建数据库const request = indexedDB.open(DB_NAME, 1);// 数据库首次创建或版本升级时触发request.onupgradeneeded = (e) => {db = e.target.result;// 创建对象仓库（类似表），并设置主键为自增 idif (!db.objectStoreNames.contains(STORE_NAME)) {const store = db.createObjectStore(STORE_NAME, { keyPath: 'id', autoIncrement: true });// 为 completed 属性创建索引，用于查询store.createIndex('completed', 'completed', { unique: false });}};// 数据库打开成功request.onsuccess = (e) => {db = e.target.result;loadTodos(); // 加载已有的待办事项};// 添加待办事项function addTodo() {const input = document.getElementById('todoInput');const text = input.value.trim();if (!text) return;const todo = { text, completed: false };const transaction = db.transaction(STORE_NAME, 'readwrite');const store = transaction.objectStore(STORE_NAME);store.add(todo); // 插入数据input.value = '';loadTodos(); // 刷新列表}// 加载待办事项并渲染function loadTodos() {const transaction = db.transaction(STORE_NAME, 'readonly');const store = transaction.objectStore(STORE_NAME);const index = store.index('completed'); // 使用索引查询const request = index.getAll(); // 获取所有待办事项request.onsuccess = (e) => {const todos = e.target.result;const list = document.getElementById('todoList');list.innerHTML = ''; // 清空旧内容todos.forEach(todo => {const item = document.createElement('div');item.className = `todo-item ${todo.completed ? 'completed' : ''}`;item.innerHTML = `<input type="checkbox" onchange="toggleTodo(${todo.id}, this.checked)"><span>${todo.text}</span><button onclick="deleteTodo(${todo.id})">删除</button>`;list.appendChild(item);});};}// 切换待办事项状态function toggleTodo(id, completed) {const transaction = db.transaction(STORE_NAME, 'readwrite');const store = transaction.objectStore(STORE_NAME);store.get(id).onsuccess = (e) => {const todo = e.target.result;todo.completed = completed;store.put(todo); // 更新数据loadTodos(); // 刷新列表};}// 删除待办事项function deleteTodo(id) {const transaction = db.transaction(STORE_NAME, 'readwrite');const store = transaction.objectStore(STORE_NAME);store.delete(id); // 删除数据loadTodos(); // 刷新列表}</script>
</body>
</html>
​​IndexedDB 的优势​​
  • 支持存储大量数据（通常无严格大小限制）。
  • 支持索引查询（如按 completed 筛选），查询效率高。
  • 支持事务（保证数据操作的原子性，避免部分失败）。

​​二、Canvas：动态绘图与动画​​

<canvas> 是 HTML5 提供的“位图容器”，通过 JavaScript 动态绘制图形（如线条、矩形、圆），适合实现图表、游戏、动画等需要“像素级控制”的场景。

​​核心步骤​​

  1. ​​在 HTML 中添加 <canvas> 标签​​：

    <canvas id="myCanvas" width="800" height="600"></canvas>
    • width 和 height 定义画布的实际像素尺寸（与 CSS 样式中的宽高不同）。

  2. ​​通过 JavaScript 获取绘图上下文​​：

    const canvas = document.getElementById('myCanvas');
const ctx = canvas.getContext('2d'); // 2D 绘图上下文（支持 2D 图形）

  3. ​​使用上下文对象绘制图形​​：

    • 绘制路径（beginPath()、moveTo()、lineTo()、arc()）。
    • 设置样式（颜色、线条粗细、填充色）。
    • 填充或描边（fill()、stroke()）。
​​示例：绘制一个旋转的小球（动画）​​
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>Canvas 旋转小球</title><style>canvas { border: 1px solid #ddd; }</style>
</head>
<body><canvas id="myCanvas" width="600" height="400"></canvas><script>const canvas = document.getElementById('myCanvas');const ctx = canvas.getContext('2d');let angle = 0; // 旋转角度（弧度）function drawBall() {// 清空画布（用白色覆盖）ctx.fillStyle = '#fff';ctx.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);// 绘制小球const centerX = canvas.width / 2; // 画布中心 X 坐标const centerY = canvas.height / 2; // 画布中心 Y 坐标const radius = 50; // 小球半径const ballX = centerX + Math.cos(angle) * radius; // 小球 X 坐标（随角度旋转）const ballY = centerY + Math.sin(angle) * radius; // 小球 Y 坐标（随角度旋转）// 开始绘制路径ctx.beginPath();ctx.arc(ballX, ballY, 20, 0, Math.PI * 2); // 绘制圆（半径 20）ctx.fillStyle = '#ff4757'; // 填充颜色ctx.fill();// 更新角度（每次增加 0.05 弧度）angle += 0.05;// 递归调用，实现动画（约 60 帧/秒）requestAnimationFrame(drawBall);}// 启动动画drawBall();</script>
</body>
</html>
​​关键说明​​
  • requestAnimationFrame：浏览器提供的动画 API，比 setInterval 更高效（自动适配屏幕刷新率）。
  • 坐标系统：画布左上角为原点 (0,0)，向右为 X 轴正方向，向下为 Y 轴正方向。
  • 绘制顺序：后绘制的图形会覆盖先绘制的图形（如清空画布后再绘制小球）。

​​三、拖放（Drag & Drop）API​​

拖放 API 允许用户通过鼠标拖拽元素（如文件、列表项），并与页面交互（如上传文件、排序列表）。

​​核心步骤​​

  1. ​​标记可拖拽元素​​：
    给需要拖拽的元素添加 draggable="true" 属性。

  2. ​​监听拖拽事件​​：

    • dragstart：开始拖拽时触发（设置被拖拽的数据）。
    • dragover：拖拽元素经过目标元素时触发（需阻止默认行为以允许放置）。
    • drop：拖拽元素释放到目标元素时触发（处理放置逻辑）。
​​示例：文件拖放上传​​

需求：用户将本地文件拖拽到页面指定区域，显示文件名和大小。

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>文件拖放上传</title><style>.drop-zone {width: 400px;height: 200px;border: 2px dashed #ccc;display: flex;align-items: center;justify-content: center;margin: 20px auto;}.file-info {margin-top: 10px;padding: 10px;border: 1px solid #eee;}</style>
</head>
<body><h2>文件拖放上传</h2><div class="drop-zone" id="dropZone">拖拽文件到此处上传</div><div class="file-info" id="fileInfo"></div><script>const dropZone = document.getElementById('dropZone');const fileInfo = document.getElementById('fileInfo');// 阻止浏览器默认的拖放行为（如打开文件）['dragenter', 'dragover', 'dragleave', 'drop'].forEach(eventName => {dropZone.addEventListener(eventName, preventDefaults, false);document.body.addEventListener(eventName, preventDefaults, false);});// 高亮拖放区域（当文件被拖拽到上方时）['dragenter', 'dragover'].forEach(eventName => {dropZone.addEventListener(eventName, highlight, false);});['dragleave', 'drop'].forEach(eventName => {dropZone.addEventListener(eventName, unhighlight, false);});// 处理文件放置dropZone.addEventListener('drop', handleDrop, false);function preventDefaults(e) {e.preventDefault();e.stopPropagation();}function highlight() {dropZone.style.borderColor = '#ff4757';dropZone.style.backgroundColor = '#f8f9fa';}function unhighlight() {dropZone.style.borderColor = '#ccc';dropZone.style.backgroundColor = '';}function handleDrop(e) {const dt = e.dataTransfer; // 拖放数据对象const files = dt.files; // 获取拖放的文件列表if (files.length > 0) {fileInfo.innerHTML = '<h3>上传的文件：</h3>';for (const file of files) {const fileInfoItem = document.createElement('div');fileInfoItem.textContent = `文件名：${file.name}，大小：${file.size} 字节`;fileInfo.appendChild(fileInfoItem);}}}</script>
</body>
</html>
​​关键说明​​
  • dataTransfer 对象：存储拖拽过程中传递的数据（如文件、文本）。
  • preventDefaults()：阻止浏览器默认行为（如拖放文件时直接打开）。
  • highlight() 和 unhighlight()：通过改变样式提示用户可放置区域。

​​四、地理定位（Geolocation）API​​

地理定位 API 允许网页获取用户的地理位置信息（需用户授权），适用于地图应用、附近服务推荐等场景。

​​核心方法​​

navigator.geolocation.getCurrentPosition(successCallback, errorCallback, options)：

  • successCallback：获取位置成功时触发的回调函数（参数为 Position 对象）。
  • errorCallback：获取位置失败时触发的回调函数（参数为 PositionError 对象）。
  • options：可选配置（如 enableHighAccuracy 启用高精度，timeout 超时时间）。
​​示例：获取用户位置并显示经纬度​​
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>地理定位示例</title>
</head>
<body><h2>您的位置信息</h2><div id="locationInfo"></div><script>const locationInfo = document.getElementById('locationInfo');if (!navigator.geolocation) {locationInfo.textContent = '您的浏览器不支持地理定位！';} else {navigator.geolocation.getCurrentPosition((position) => {const latitude = position.coords.latitude; // 纬度const longitude = position.coords.longitude; // 经度const accuracy = position.coords.accuracy; // 精度（米）locationInfo.innerHTML = `<p>纬度：${latitude.toFixed(6)}</p><p>经度：${longitude.toFixed(6)}</p><p>精度：约 ${Math.round(accuracy)} 米</p>`;},(error) => {let message = '';switch (error.code) {case error.PERMISSION_DENIED:message = '您拒绝了位置权限请求！';break;case error.POSITION_UNAVAILABLE:message = '无法获取位置信息！';break;case error.TIMEOUT:message = '获取位置超时！';break;}locationInfo.textContent = message;},{enableHighAccuracy: true, // 启用高精度（可能更耗电）timeout: 10000 // 10 秒超时});}</script>
</body>
</html>
​​关键说明​​
  • 用户授权：首次调用时会弹出提示框，用户需允许后才能获取位置。
  • 精度：accuracy 表示位置的误差范围（值越小越精确，GPS 定位通常误差在 5-10 米）。

​​五、第三节的实践任务​​

为了巩固第三节的知识，完成以下练习：

​​任务 1：用 IndexedDB 实现“便签应用”​​

要求：

  • 添加便签（标题、内容）。
  • 编辑便签（双击修改）。
  • 删除便签（点击删除按钮）。
  • 数据存储在 IndexedDB 中，刷新页面后保留。
​​任务 2：用 Canvas 绘制“简易图表”​​

要求：

  • 绘制一个柱状图，展示一周的天气温度（模拟数据）。
  • 每个柱子上方显示具体温度值。
​​任务 3：用拖放 API 实现“任务排序”​​

要求：

  • 页面有多个任务项（如“学习 HTML5”“完成项目”）。
  • 拖拽任务项可以调整它们的顺序。
  • 顺序变化后，控制台输出新的顺序。

​​总结​​

第三节的核心是​​掌握 HTML5 的高级特性​​：

  • ​​客户端存储​​：用 Web Storage 解决轻量数据存储，用 IndexedDB 处理复杂结构化数据。
  • ​​Canvas​​：通过 JavaScript 动态绘制图形和动画，替代传统图片或 Flash。
  • ​​拖放交互​​：实现文件上传、列表排序等用户友好的交互功能。
  • ​​地理定位​​：获取用户位置信息，开发基于位置的服务。

​​学习建议​​：动手编写每个任务的代码，结合浏览器开发者工具（F12）调试存储、绘图和事件。遇到问题时，查阅 MDN 文档 确认 API 的正确用法。通过实践，你会更深刻地理解 HTML5 如何让网页“活起来”！


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