DOM系列：DOM树和遍历DOM

上一节，咱们整理了DOM系列中的第一篇，主要介绍浏览器与DOM相关的知识。从标题中我们可以看出来，今天所要学的东西包含两个部分，第一部分是DOM树，第二部分是遍历DOM。如果你和我一样对于DOM树和遍历DOM是初次接触，那个人建议您花点时间好好看看这两部分的知识。

DOM树

众所周之，HTML文档的主干就是标记（也就是大家熟悉的HTML标签元素）。

根据文档对象模型（即：DOM），每个HTML标签事实上都是一个对象。嵌套的标签被称为之元素（或子标签）。除此之外，标签内的文本也是一个对象。而这些对象都可以使用JavaScript访问。

那么啥是DOM树呢？我们先来看看现实生活中的例子。想象一棵与所有世代有关系的家庭树（大家熟知的族谱），其包括了：祖父母、父母、孩子、兄弟姐妹等等。我们通常以等级的方式组织豪庭树（族谱）。

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上图是一个家族族谱的图。其中Tossico、Akikazu、Hitomi和Takemi是祖父母。而Toshiaki和juliana是父母。另外TK、Yuji、Bruno和Kaio是父母的孩子（其实也是我的兄弟姐妹们）。

除了家族族谱之外，生活中还有另一个示例，那就是一个组织的结构层次，比如：

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而在HTML中，DOM其实也类似一棵树的，它和前面所举例的家族族谱，组织机构图是类似的，HTML中DOM就是一棵树。

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DOM的一个示例

我们来看一个DOM的示例，比如下面这样的一个HTML文档：

<!DOCTYPE HTML>
<html> <head> <title>About elks</title> </head> <body> The truth about elks.
</body>
</html>

DOM将HMTML表示为标记的树结构（也就是大家所说的DOM树），就如下面这样的样子：

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在上面的图中，你可以单击元素的节点，它们的子节点可以展开或者收缩，如下图所示：

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HTML的标签被称为元素（element）节点（或只是元素）。嵌套标签成为一个子元素（也被称为子）。因此，对于一个HTML文档而言，<html>是一个根节点（也被称为根元素）,然后<head>和<body>是<html>的子元素。

元素内的文本被称这文本节点，标记为#text。文本节点仅包含一个字符串。它可能没有子元素，也就是说它永远只是树的叶子（没有成为树枝的可能）。

除此之外，要注意文本节点中的两个特殊字符：

换行符：↵（对应JavaScript中的\n）
空白符：␣

空格和换行符是完全有效的字符，它们形成文本节点并成为DOM的一部分。因此，例如在<head>标签之上的示例中，在<title>这前包含了一些空格，并且该文本成为一个#text节点（它只包含一条换行符和一些空格）。

不过要注意的是，有两个将会除外：

在<head>标签之前的空格和换行符由于历史原因将被忽略
如果我们将一些东西放在</body>之后，那么它就会自动地移到</body>的前面，正如HTML规范要求的一样，所有内容必须在</body>中一样。因此，在</body>之后可能没有空格

在其他情况之下，一切都很简单。如果文档中有空格（就像任何字符一样），那么它们就会成为DOM中的文本节点，如果我们删除它们，那么就不会有任何东西，也不再会有空格符或换行符的节点。

比如下面这个示例：

<!DOCTYPE HTML><html><head><title>About elks</title></head><body>The truth about elks.</body></html>

上面的HTML结构对应的DOM树如下图所示：

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相比上面的截图可以看出来，没有了空格符和换行符的文本节点。

通过上面的示例，可能你对DOM树有一定的了解了。但对一些一技术的定义估计还不是非常的了解，接下来花点时间来说一下DOM中的一些技术定义。

DOM中的技术定义

DOM树(tree)是一个DOM节点(nodes)的集合（拿到生活中来说，树是称为节眯的实体集合）。而其中节点由边（edges）连接。每个节点（node）都包含一个值（value）或数据（data），它可能或有可能没有子节点（child node）。

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tree的first node称为root节点。如果root节点由另一个节点连接，则root节点是父节点，连接的节点是子节点。

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所有的树节点（Tree nodes）都被edges连接在一起。它是树（trees）的重要组成部分，因为它管理节点（nodes）之间的关系。

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对于一棵树而言，叶子（leaes）是树（tree）上的最后一个节点（nodes）。它们是没有子节点。就像真正的树一样，DOM也是有根（root）、枝（Element）和叶子（文本节点）。

除此之外，其他还需要理解的重要概念是高度（height）和深度（depth）。树的高度是叶子最长路径的长度；节点的深度是路径到其根的长度。用下图来阐述会更形象一些：

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简单的总结一些术语：

root（根节点）是树（tree）最顶端的节点
edge（边缘）是两个节点（node）之间的连接
child（子节点）是具有父节点的节点
parent（父节点）是一个节点，它具有子节点的边缘
leaf（树叶）是树中没有子节点的节点
height（高度）是叶子最长路径的长度
depth（深度）是路径到其根的长度

有关于这方面更深入的介绍可以阅读@TK的《Everything you need to know about tree data structures》一文。

另外@TK的文章还涉及到了深度优先遍历和广度优秀遍历，有关于这两个概念的深入介绍，可以阅读：

querySelectorAll 和 getElementsByTagName
Demystifying Depth-First Search
Breaking Down Breadth-First Search

其实有关于深度优先遍历和广度优秀遍历在DOM树中的作用并不明显，对于后续的DOM遍历还是有很大的影响。

经过的上面的学习，我们对于DOM树有了一定的了解。除此之外，浏览器对于DOM还具有自动较正的特性。

自动校正

如果浏览器遇到格式错误的HTML，它会自动更正它（校正）。

例如，HTML最顶端的标签总是<html>。即使它不存在文档中 —— 它将存在DOM中，浏览器也会创建它。另外<body>也是一样。

例如，HTML文件只包含一个单词Hello，浏览器将它放置在成<html>和<body>中，并且也会添加所需的<head>。其DOM将是：

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另外，生成DOM时，浏览器会自动处理文档中的错误，比如关闭标签等等。比如下面这样一个无效的文档：

<p>Hello<li>Mom<li>and<li>Dad

事实上，浏览器渲染时，它照样会成为一个正常的 DOM，那是因为浏览器读取标签并会自动修复丢失的部分（比如说关闭标签）:

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除此之外，还有一个有趣的“特殊情况”，那就是table（表格元素）。根据DOM规范，它必须有<tbody>，但是如果你在HTML文档中忘记写该标签元素时，浏览器会自动在DOM中添加<tbody>标签。比如：

此时浏览器渲染出来的DOM结构如下：

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其他节点类型

我们可以在一个HTML文档中添加更多的标签和在页面中添加注释，比如：

<!DOCTYPE HTML>
<html> <body> The truth about elks.
<ol> <li>An elk is a smart</li>  <li>...and cunning animal!</li> </ol> </body>
</html>

对于上面的HTML文档，其对应的DOM树如下图所示：

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上图中，我们看到了一个新的节点类型 —— 注释节点，标记为 #comment。

你可能会想，为什么要将注释添加到DOM中呢？它不会以任何方式影响视觉上的效果，但是有一个规则，如果某个东西在HTML中，那么它也必须在DOM树中。

HTML中的一切，甚至是注释，都将成为DOM的一部分。

即使是<!DOCTYPE ...>指令也是一个DOM节点。它在DOM树中，在<html>之前。我们不会去触摸那个节点，我们甚至不会在图上画它，但它却实实大大的存在那里。

document对象也是一个DOM节点，表示整个文档。在DOM中，其有12种节点类型。在实际操作中，我们通常使用4种方法：

document：进入DOM的入口点
元素节点：HTML标签，树构建块
文本节点：包含文本
注释：有时候我们可以把信息放在这里，但它不会显示出来，不过JavaScript却可以从DOM中读取它

或许你和我一样，希望能对每个HTML文档对应的DOM结构能实时的查看，我们希望有对应的工具能帮助我们。事实上是有类似这样的工具，比如 Live DOM Viewer。只要输入文档，它就会立即显示DOM树结构。

DOM中的空白符

DOM 中的空白符会让处理节点结构时增加不少麻烦。在Mozilla 的软件中，原始文件里所有空白符都会在 DOM 中出现（不包括标签内含的空白符）。这样的处理方式有其必要之处，一方面编辑器中可迳行排列文字、二方面 CSS 里的 white-space: pre 也才能发挥作用。如此一来就表示：

有些空白符会自成一个文本节点。
有些空白符会与其他文本节点合成为一个文本节点。

换句话说，下面这段 HTML 代码对应的 DOM 节点结构会如附图所示，其中\n代表换行符：

<html> <head> <title>My Document</title> </head> <body> <h1>Header</h1> <p> Paragraph
</p> </body>
</html>

对应的DOM树，如下图所示：

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这么一来，要使用 DOM 游走于节点结构间又不想要无用的空白符时，会有点困难。

以下的 JavaScript 代码定义了许多函数，能够让你在处理 DOM 中的空白符时轻松点：

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DOM的遍历

如果你阅读了上面的的内容，或许你已经意识到，DOM看起来就像一个巨大的树 —— 一棵巨大的树，它的元素挂载在树枝上。为了获得更多的技术，DOM中的元素被安排在一个层次结构中，它定义了你最终在浏览器中看到的内容:

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这个层次结构用于帮助我们组织HTML元素。它还用于帮助你的CSS样式规则理解什么样式适用于哪些东西。从JavaScript角度来看，这个层次结构确实增加了一点复杂性。你会花相当多的时间去弄清楚你现在所有的DOM和你需要去的地方。当我们考虑创建新的元素或移动元素时，这将变得更加明显。这种复杂性是你需要适应的。

找到你的方式

在你找到元素并与它们做一些事情之前，你首先需要了解元素的位置。我解决这个问题，最简单的方法就是从头开始，然后一路向下。这就是我们要做的。

为了更易于帮助在大家理解，先回到上一节中的示例中：

<!DOCTYPE html>
<html> <head> <meta content="DOM, JavaScript, W3cplus" name="keywords" /> <meta content="DOM系列，浏览器和DOM!" name="description" /> <title>LOL! Sea Otter! Little Kid!</title> <link href="style.css" rel="stylesheet"/> </head> <body> <div id="container"> <img src="w3cplus_logo.png"/> <h1>DOM系列学习!</h1> <p class="bodyText">开始学习DOM，这是一个有关于DOM学习的系列教程...<p> <div class="submitButton">next</div> </div> <script src="main.js"></script> </body>
</html>

来自DOM顶部的视图由window、document和html元素组成：

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由于这三样东西的重要性，DOM为你提供了通过window、document和document.documentElement访问它们的方法。

var windowObject = window; var documentObject = document; var htmlElement = document.documentElement;

需要注意的一点是，window和document都是全局属性。不必要明确的声明它们，可以直接从容器里拿出来用就行了。

往往，最顶层的树节点可以直接作为document属性使用，比如：

<html> = document.documentElement

顶部文档节点document.documentElement，其对应的就是<html>的DOM节点。另外一个广泛使用的DOM节点是<body>元素，其对应的是document.body：

<body> = document.body

同样的，<head>标签可以用document.head。

不过有一点需要注意：

document.body有可能为null。当脚本在访问不存在的元素时，返回的值将会为null。

比如，当你的脚本在</head>中运行，比如document.body是将返回的值将是null，因为浏览器还没有读取它。但在</body>中的<script>中返回的则是<body>元素：

<html> <head> <script> console.log('From head:', document.body) // => null </script> </head> <body> <script> console.log('From body:', document.body) // => HTMLBodyElement </script> </body>
</html>

上面我们所看到的是html、head和body元素的获取。但事实上，一旦你进入HTML元素级别，你的DOM将开始分支并变得更有趣。在这一点上，你有几种获取DOM的方式。通过使用querySelector()和querySelectorAll()可以帮助你精确地获取你想要获取的DOM元素。或许你已经在项目中大量使用这两种方法了。但事实上，对于许多实际案例来说，这两种方法太过局限。

有时候，你不知道你想去哪里。querySelector()和querySelectorAll()主法在这里无法帮助您。你只想上车然后开车，并想找到你想要去的地方。回到DOM的世界当中时，你会发现自己一直处理这个位置。这就是DOM提供的各种内置属性，所有的Motorcycle Diaries将会帮助你，接下来我们将看看这些属性。

能够帮助你的是知道所有的DOM元素都至少有一个组合，包括父母（Parents）、兄弟姐妹（Siblings）和子元素（Children）。为了更直观的帮助大家理解，来看下图，下图中包含div的script的一个树形图：

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div和script是兄弟元素。他们是兄弟元素的原因是他们共有一个相同的父元素body。script元素没有子元素，但是div元素有四个子元素，img、h1、p和div。这四个元素也相互被称为兄弟元素，同样的是因为他们有相同的父元素。这其实很好理解，如果你阅读了文章前面的DOM树相关的内容，你会发现它们就像现实的生活中一样，父母、孩子和兄弟姐妹的关系基于你所关注的树的位置（对应的就是家族族谱）。几乎每个元素，取决于你看它们的角度，可以扮演多个家庭角色。

为了更好的理解，DOM中提供了一些对应的属性（这些属性具有一定的依赖关系）。包括：firstChild、lastChild、parentNode、children、previousSibling和nextSibling。从他们的名称上来看，就可以推出这些属性的作用。这几个属性结合在一起将构建一个DOM遍历链接图，允许在DOM节点间找到你想要找到的DOM:

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为了更好的理解DOM遍历相关的知识点，咱们接下来将围绕这几个属性来展开。

兄弟姐妹和父母打交道

在这些DOM属性中，最容易处理的是父母和兄弟姐妹。对应的属性有parentNode、previousSibling和nextSibling。下面这张图将帮助你了解这三个属性是如何工作的：

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这张图虽然有点零乱，但是你仔细看的话，你可以理清楚它们之间的关系，以及他们之间发生了什么。parentNode属性指向元素的父元素。previousSibling和nextSibling属性允许元素元素它的前一个或下一个兄弟元素。你可以在图中看到箭头的方向指向。最后一行，img的nextSibling是div，相应的div的previousSibling是img元素。不管是通过img或div的parentNode属性都将把我们带入到第二行中的div（事实上就是img和div的元素）。通过上图，大家理解起来是不是很简单。

子元素打交道

上面咱们看到的是如何通过DOM的属性来访问兄弟元素和父元素，事实上，除此之外，DOM还提供一些属性可以访问元素的子元素，比如firstChild、lastChild和children。同样用一图来向大家展示：

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firstChild和lastChild属性是指父元素的第一个和最后一个子元素。如果父类只有一个子元素，就像例子中的body元素一样，firstChild和lastChild都指向相同的元素div。如果一个元素没有子元素，那么firstChild和lastChild属性将返回一个null。

与其他属性相比，其中children属性相对而方要更为复杂一些。当你在父类上访问children属性时，基本上会得到父元素的子元素集合。这个集合并不是数组，但它确实有一些类似数组的能力，就是大家所说的类数组，其具有length属性，可以通过[]或item()来索引集合中具体的元素。比如上图中的div.children[0]访问到的是第一个img元素。

在DOM中获取子节点，除了前面提到的三个属性之外，还有一个childNodes属性，不过它和children有一个很明显的区别：

children只获取子节点（即子元素），而childNodes除了获取的子节点还包括文本节点。

除此之外，还有一个特殊的函数hasChildNodes()可以用来判断某个元素是否包含子节点。

这个时候，你把它们放在一起，你就可以对DOM进行遍历。也可以做一些事情。比如，检查某个元素是否有子元素存在，我们就可以这样做：

let bodyElement = document.body
if (bodyElement.firstChild) {
// 这里做你想做的事情...
}

如果body没有子节点，那么if语奖将返回null。当然，你也可以使用bodyElement.lastChild或bodyElement.children做为if语句的条件。

再来看另一个简单示例，前面提到过了，通过children可以获取某个元素的所有子节点（前提是这个元素有子元素存在）。这个时候得到的是一个类数组，如查你要获取到该元素中的每个子节点，就需要使用for循环来处理：

var bodyElement = document.body;
for (var i = 0; i < bodyElement.children.length; i++) {
var childElement = bodyElement.children[i]; document.writeln(childElement.tagName); }

通过元素遍历DOM

上面咱们看到的是通过DOM节点来遍历DOM。比如childNodes属性，除了可以获取元素节点之外，还可以获取文本节点，甚至是注释节点。但很多时候，对于DOM的操作，咱们只需要获取想要的DOM元素节点，而不需要考虑文本和注释节点。这个时候咱们只需要操作元素节点即可，这对应DOM中操作元素节点的一些属性。同样的使用下图来向大家阐述，易于理解：

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和前面相比，这里的属性多了Element这个词，其对应的含义：

children:元素节点的子元素
firstElementChild、lastElementChild：元素的第一个或最后一个子元素
previousElementSibling和nextElementSibling：元素的前一个或后一个相邻元素
parentElement：元素的父元素

总结

这篇文章是DOM系列的第二篇文章，主要介绍了DOM树和DOM的遍历。前一部分只要介绍了DOM树，简单的理解，任何一个HTML文档都可以类似于家族的族普来绘制对应的DOM树。通过DOM树可以理清楚每个DOM元素（或者说DOM节点）之间的关系。比如，父子关系、兄弟关系等。

另外，在DOM中找到对应的元素是每位JavaScript开发人员都应该需要掌握的技巧之一。这篇文章的后一部分主要向大家介绍了如何对DOM进行遍历，其实就是通过DOM的属性怎么获取DOM的元素或节点。简单的归纳一下，分为：

向上获取，比如parentNode、parentElement和closest；
向下获取，比如querySelector()、querySelectorAll()、children、firstChildren、lastChildren和childNodes
兄弟元素（节点），比如nextElementSibling、previousElementSibling、nextSibling和previousSibling