javascript入门系列之二《定时器使用之动态数码时钟》

avascript入门系列之二《定时器的使用—动态数码时钟》

题外话：毕竟只是用文字来表达自己的思想，所以有些意思可能表述的不到位，欢迎大家来信交流，邮箱：82287538@qq.com。

今天的主题主要是利用定时器来做几个常用的小效果，因为代码编辑起来太麻烦，主要讲思路和重要代码部分。用到的部分函数大家可以去http://www.w3school.com.cn/学习具体内容。

一、动态数码时钟设计思路

动态数码时钟效果图

先从最简单的说起，暂时不用图片显示时间，先用文字直接在页面上显示时间。

（1）获取当前的系统时间。用到的是Date对象，这是专门为时间而设计的。

function timer() //创建一个timer函数，方便以后操作

{

var oDate = new Date(); //创建一个时间对象

var hours = oDate1.getHours(); //取得当前的小时数

var minutes = oDate1.getMinutes(); //取得当前的分钟数

var seconds = oDate1.getSeconds(); //取得当前的秒数

}

可以先用alert()函数测试下每个变量的输出结果（一定自己试下哦）

（2）解决第一步时间输出的问题。我们希望时间显示为11:03:38，即小时、分钟、秒都显示为两位数的格式。为此，我们设计一个函数用于将显示一位的变成两位显示出来。新建一个函数toDou()

function toDou(n){

if(n < 10){

return "0" + n;

}else{

return "" + n;

}

这样，就可以将我们获取到的时间丢到函数内，返回一个两位数的字符串。

（3）将时间字符串显示到页面上。这里需要用到innerHTML函数（具体效果自己查哦）

oDiv = document.getElementById("div1");

oDiv.innerHTML = "现在的时间是：" + toDou(hours) + ":" + toDou(minutes) + ":" + toDou(seconds);

这时候就会把时间显示到页面的div标签中了。

（4）设置定时器。因为是每隔一秒执行一次，所以选择setInterval()。

setInterval(timer, 1000);

（5）不知道大家发现问题了没有，当刷新页面的时候，会有一秒钟的空白（这个在用图片显示时间的例子中可能表现的更明显），这是为什么呢？很简单，我们设置的是一秒后才开始执行timer()。

解决办法：在最后加上一个timer(); 相当于网页一加载就先运行一下timer()，然后每隔一秒再运行timer()。

问题解决，到此为止，一个动态时间显示的效果就出来了。

二、带图片的动态时钟设计思路

（1）先在页面上添加时钟图片（暂且不考虑样式好不好看，主要谈原理）

（2）获取当前的时间，生成一个表示时间的字符串，如“122222”，表示12:22:22

//获取当前的时间

var oDate = new Date();

var hours = oDate.getHours();

var minutes = oDate.getMinutes();

var seconds = oDate.getSeconds();

// 生成一个表示时间的数字字符串，如“122222”，表示12:22:22

var str = toDou(hours) + toDou(minutes) + toDou(seconds);

（3）修改每张图片的src属性

var aImg = document.getElementsByTagName("img");

var len = aImg.length;

for(var i=0; i<len; i++){

aImg[i].src = "images/" + str.charAt(i) +".jpg";

}

这里使用了str.charAt(i)而不是str[i]，没有理由，仅为兼容。

到这里为止，接下来该怎么做，大家动手试一下吧。完整代码欢迎大家到我的百度云盘https://pan.baidu.com/s/1o85Bnlw下载。

么是Canvas

<canvas> 是HTML中的一个元素，它可被用来通过 JavaScript（Canvas API 或 WebGL API）绘制图形及图形动画。

Canvas API 提供了一个通过 JavaScript 和 HTML 的 <canvas> 元素来绘制图形的方式。它可以用于动画、游戏画面、数据可视化、图片编辑以及实时视频处理等方面。

<canvas>标签本身没有绘图能力，它仅仅是图形的容器。在HTML，一般通过Javascript语言来完成实际的操作。

创建HTML页面并添加绘图容器

本文通过Javascript操作Canvas制作一个简单的显示当前时间的动画时钟，了解和学习简单的canvas用法，仅以抛砖引玉。

首先创建一个HTML文件，为了方便管理，使用一个div标签包裹两个canvas标签，并加上一些简单的css样式。

<!doctype html>
<html lang="zh-cn">
<head><title>Canvas绘制动画时钟</title>
<style>
html,body{margin:0;padding:0}
#clockWrap {
	position: relative;
}
canvas {
	position: absolute;
}
#clock-ui {
	z-index: 2;
}
#clock-plate {
	z-index: 1;
}
</style>
</head>
<body>
  <div id="clockWrap">
  <canvas id="clock-plate"></canvas>
  <canvas id="clock-ui"></canvas>
</div>
<script></script>
</body></html>

本示例中使用了两个canvas标签（为什么使用两个，一个不是更简单吗？），一个用于绘制钟面，一个根据当前时间实时显示和更新时针、分针和秒针的动态指向。好了，话不多说，开干。

绘制钟面刻度

一个简单的时钟，可以分为钟面上的刻度和指针。其中刻度和12个数字是固定的，我们可以将它们绘制在当作背景的canvas上（示例中id为clock-plate的canvas）。

（1）要使用canvas，首先必须通过容器获取渲染上下文：

var $=function(id){return document.querySelector(id);}//这个函数只是为了方便获取dom元素
const canvasbg=$("#clock-plate"),
      canvas=$("#clock-ui"),
      ctx = canvasbg.getContext("2d"),//背景容器上下文
      ctxUI = canvas.getContext("2d");//指针容器上下文，后面代码要用
//定义画布宽度和高度，时钟圆直径，并设置画布大小
const oW=1000,oH=800,cW=400,r=cW/2,oX=oW/2,oY=oH/2;
canvas.width=oW;
canvas.height=oH;
canvasbg.width=oW;
canvasbg.height=oH;

（2）画钟的边框，为了好看，这里画两个圈：

 //画出时钟外圆框
  ctx.lineWidth = 12;
	ctx.beginPath();
	ctx.arc(oX, oY, r+14, 0, 2 * Math.PI);
	ctx.stroke();
	ctx.closePath();
	ctx.lineWidth = 8;
	//画出时钟内圆框（刻度圈）
	ctx.beginPath();
	ctx.arc(oX, oY, r, 0, 2 * Math.PI);
	ctx.stroke();
	ctx.closePath();
	ctx.beginPath();

边框效果图

（3）绘制刻度线和数字，可以利用三角函数计算出每个刻度的坐标：

利用三角函数计算刻度线的坐标位置

钟面上有12个大格，从正上方12开始，它们的度数分别是270，300，330，0，30，60，90，120，150，180，210，240。然后利用JS的Math.sin和Math.cos分别计算出各大格的坐标。注意：js中Math.sin()和Math.cos()的参数不是角度数是弧度。可以使用Math.PI/180*角度来转化，比如将30度转换成弧度=Math.PI/180*30

//绘制钟表中心点
	ctx.beginPath();
	ctx.arc(oX, oY, 8, 0, 2 * Math.PI);//圆心
	ctx.fill();
	ctx.closePath();
	//设置刻度线粗细度
	ctx.lineWidth = 3;
	//设置钟面12个数字的字体、大小和对齐方式
	ctx.font = "30px serif";
	ctx.textAlign="center";
	ctx.textBaseline="middle";
	var kdx,kdy;
	//绘制12个大刻度和12个数字
	//为方便计算，先定义了0-11这12个刻度对应的度数，也可以直接定义对应的弧度。
	const hd=Math.PI/180，degr=[270,300,330,0,30,60,90,120,150,180,210,240];
	for(var i=0;i<12;i++){
		kdx=oX+Math.cos(hd*degr[i])*(r-3);
		kdy=oY+Math.sin(hd*degr[i])*(r-3);
		ctx.beginPath();
		ctx.arc(kdx, kdy, 6, 0, 2 * Math.PI);//画圆形大刻度
		ctx.fill();
    //绘制刻度对应的数字
		ctx.strokeText(i==0? 12 : i,oX+Math.cos(hd*degr[i])*(r-24),oY+Math.sin(hd*degr[i])*(r-24));
		ctx.closePath();
	}
	
	//绘制小刻度
	ctx.lineWidth = 2;
	for(var i=0;i<60;i++){
		if(i % 5 == 0) continue;//跳过与刻度重叠的刻度
		x0=Math.cos(hd*i*6);
		y0=Math.sin(hd*i*6);
		ctx.beginPath();
		ctx.moveTo(oX+x0*(r-10), oY+y0*(r-10)); 
		ctx.lineTo(oX+x0*r, oY+y0*r); //画短刻度线
		ctx.stroke(); 
		ctx.closePath();
	}

效果如图：

钟面效果图

（4）根据当前时间绘制指针

习惯上，时针粗短，分针略粗而长，秒针细长。为加大区别，示例中秒针细长并且绘制成红色。

function drawHp(i){//绘制时针
	const x0=Math.cos(hd*i*30),y0=Math.sin(hd*i*30);
	drawPointer(oX,oY,oX+x0*(r-90),oY+y0*(r-90),10,"#000000");
}
function drawMp(i){//绘制分针
	const x0=Math.cos(hd*i*6),y0=Math.sin(hd*i*6);
	drawPointer(oX,oY,oX+x0*(r-60),oY+y0*(r-60),5,"#000000");
}
function drawSp(i){//绘制秒针
	const x0=Math.cos(hd*i*6),y0=Math.sin(hd*i*6);
	drawPointer(oX,oY,oX+x0*(r-20),oY+y0*(r-20),2,"#FF0000");
}
//抽取出绘制三种指针时共同的部分，注意指针绘制在渲染上下文ctxUI中
function drawPointer(ox,oy,tx,ty,width,color){
	ctxUI.strokeStyle = color;
	ctxUI.lineCap = "round";
	ctxUI.lineWidth = width;
	ctxUI.beginPath();
	ctxUI.moveTo(ox, oy);
	ctxUI.lineTo(tx,ty);
	ctxUI.stroke();
	ctxUI.closePath();
}

现在已经有了绘制三种指针的方法，参数是当前时间的时、分和秒，将根据它们的值确定指针的坐标。不过，因为使用的是默认的convas坐标体系，0值实际指向3的位置，需要小小的修正一下。

window.requestAnimationFrame(function fn(){
		var d = new Date();
		ctxUI.clearRect(0,0,oW,oH);
		//度数从0开始，而0在3刻度（15分/秒位置），修正为全值减15，如果小于0则修正回来
    var hour=d.getHours(),minute=d.getMinutes()-15,second=d.getSeconds()-15;
		hour=hour>11? hour-15 : hour-3;
		drawHp(hour>=0? hour : 12+hour);
		drawMp(minute>=0? minute : 60+minute);
		drawSp(second>=0? second : 60+second);
		window.requestAnimationFrame(fn);
});

接下来，调用window.requestAnimationFrame，在其中绘制并更新指标的位置。看看效果如何：

指针绘制情况与实际时间相符

貌似效果有了，截图时电脑上的时间是10时17分，指针绘制上，时针指向10时，分针指向17。嗯，感觉有点别扭？对了，时针和分针怎么是端端正正地指向它们的整时整分刻度上呢？实际钟表上时针和分针是展示动态进度的，此时时针应该越过10时的位置才对。没关系，我们在绘制时针和分针时别点东西，让它的角度值加上分针和秒针的值试试。

//修改后的绘制三种指针的方法
function drawHp(i,f,m){//绘制时针，参数：时，分，秒
	const x0=Math.cos(hd*(i+(f/60)+(m/600))*30),y0=Math.sin(hd*(i+(f/60)+(m/600))*30);
	drawPointer(oX,oY,oX+x0*(r-90),oY+y0*(r-90),10,"#000000");
}
function drawMp(i,f){//绘制分针，参数，分，秒
	const x0=Math.cos(hd*(i+(f/60))*6),y0=Math.sin(hd*(i+(f/60))*6);
	drawPointer(oX,oY,oX+x0*(r-60),oY+y0*(r-60),5,"#000000");
}
function drawSp(i){//绘制秒针
	const x0=Math.cos(hd*i*6),y0=Math.sin(hd*i*6);
	drawPointer(oX,oY,oX+x0*(r-20),oY+y0*(r-20),2,"#FF0000");
}

再来看看效果，嗯，立竿见影呀：

指针指向更合理了

到此为止，canvas绘制一个简易时钟就完成了。下面继续优化一下。刚才使用requestAnimationFrame方法即时更新绘制情况。这个方法与刷新率有关，看看mdn上面怎么说的：

window.requestAnimationFrame() 方法会告诉浏览器你希望执行一个动画。它要求浏览器在下一次重绘之前，调用用户提供的回调函数。
对回调函数的调用频率通常与显示器的刷新率相匹配。虽然 75hz、120hz 和 144hz 也被广泛使用，但是最常见的刷新率还是 60hz（每秒 60 个周期/帧）。为了提高性能和电池寿命，大多数浏览器都会暂停在后台选项卡或者隐藏的 <iframe> 中运行的 requestAnimationFrame()。

本示例中，更新指针的位置并不需要很高的刷新频率，可以通过节流进行一下优化：

var fps = 5, fpsInterval = 1000 / fps,lastTime = new Date().getTime(); //记录上次执行的时间
function runStep() {
    requestAnimationFrame(runStep);
    var d=new Date(),now = d.getTime()
    var elapsed = now - lastTime;
    if (elapsed > fpsInterval) {
				ctxUI.clearRect(0,0,oW,oH);
        lastTime = now - (elapsed % fpsInterval); 
			//度数从0开始，而0在3刻度（15分/秒位置），修正为全值-15，如果小于0则用60减回
        var hour=d.getHours(),minute=d.getMinutes()-15,second=d.getSeconds()-15;//console.log(d.getSeconds(),second);
        hour=hour>11? hour-15 : hour-3;
        drawHp(hour>=0? hour : 12+hour,minute+15,second+15);
        drawMp(minute>=0? minute : 60+minute,second+15);
        drawSp(second>=0? second : 60+second);
    }
}
runStep();

当然，实现时钟的方法是很多，比如可以使用画布的旋转（rotate方法）来实现指针的动态转动等等。

完整HTML+JS源码：

击查看时钟特效

极简主义，程序员javascript打造极简时钟特效

对于javascript特效的学习，重要的是逻辑思路，所以这个时钟特效不是很华丽，但是功能都展现出来了，而学习javascript并不是单纯的扣代码，很多人都觉得，抠完代码，能看懂了，就算是学会了，但是，说的难听点这样的学习方式其实是自断前程的学习方法，若是一门月薪过万的技术有那么简单学习，那么怎么还会有那么多人找不到工作呢？学习javascript特效最重要的是仔细研究一个特效的思路方法，然后根据这个特效可以扩展最初其他类似功能或者更复杂的特效，才算彻底的掌握好了这方面的知识！我的头条号里面也有许多华丽的特效以及HTML5/javascript游戏，有兴趣的朋友可以去看看！文末附上本次javascript时钟的源码！

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HTML5/javascript时钟特效源码

代码过长需要文档版源码来我的前端群570946165，已上传到群文件

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