by zhangxinxu from https://www.zhangxinxu.com/wordpress/?p=5875
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一、动画算法的故事

人是一种恋旧的动物，即使过了很多年，即使小屁孩已经学会了打酱油，但是，这心中那，总是时不时会想起初恋的那个她，虽未提及，但在心里。

如果动画算法是恋人的话，那也有类似的故事。

当年还是个青涩男孩的时候，什么都是懵懵懂懂，实现效果要么干巴巴，要么拿来主义。直到一次偶然的邂逅，一次冥冥中注定的邂逅，我遇到了她，她是如此简单可爱，让我过目不忘。于是，一下子自己仿佛打开了一扇新的窗，有了她的相伴，实现的效果不再是干巴巴的，而是开始有了绚丽的色彩，开始有了灵动的气息。

后来，我成长了，接触了越来越多的外面的世界，遇到了越来越多是动画算法，这些算法确实很美，实现的效果更佳的炫丽，甚至将她们全部收纳整理成了后宫家族（可参考之前“如何使用Tween.js各类原生动画运动缓动算法”这篇文章），但是，实际开发的时候，使用的最多的还是最初的那个她，不仅是因为她给我带来了很多美好的回忆，更重要的是这么多年过去了，她一直保持着那份简单，和外面的那些妖艳*货完全不一样。

而这个相伴自己最久，最无法忘怀的、使用最多的她就是本文要分享的私藏的动画小算法。

Tween.js中的动画算法虽然标准全面且强大，但是，里面的公式略复杂，根本就记不住，每次使用都要去找一下，甚是麻烦。

而且，平时开发，绝大多数场景下，我们并不需要是那种弹来弹去的浮夸效果，有点缓动就可以，本文要分享的动画小算法就是一个简单的缓动小算法。

二、即插即用的缓动小算法

原理如下：

假设要从数值A变化到数值B，如果是线性运动，则每次移动距离是一样；如果是缓动，每次移动距离不一样。那如何才能不一样呢？很简单，按比例移动就可以。

例如：每次移动剩余距离的一半。

对吧，超容易理解的。

比方说：你和初恋之间距离是64，每秒移动一半，则，你们之间的距离下一秒就是32, 再下一秒就是16，然后8，然后4，然后2，然后1，然后……你们就在一起了。你们在一起的这个过程就是一个典型的先快后慢的缓动运动过程，如下示意图：

用一个简单的公式表示就是：

A = A + (B - A) / 2

翻译一下就是：

我下一秒的位置 = 现在位置 + 现在和初恋之间距离的一半

是不是很好理解。

而上面的A = A + (B - A) / 2就是本文要介绍的即插即用的缓动小算法。

当然要实际使用还是需要做一点点的处理的，首先，既然是运动，那就离不开定时器，我们可以使用requestAnimationFrame，对于不支持的浏览器，可以使用下面的兼容代码：

// requestAnimationFrame的兼容处理
if (!window.requestAnimationFrame) {
    requestAnimationFrame = function(fn) {
        setTimeout(fn, 17);
    };	
}

下面我们套用一个简单的实例，看看这个算法是如何应用的，就是非常常见的返回顶部效果。很多网站返回顶部要么直接“啪”到顶部，要么动画按部就班没有灵性，这里演示下如何使用寥寥数行代码，实现带缓动的返回顶部效果。点击下面的按钮即可看到返回顶部效果（如果没效果，可能访问的不是原始出处，访问下面地址体验效果，https://www.zhangxinxu.com/wordpress/?p=5875）：

点击按钮执行的是下面的backToTop()方法：

// 滚动到顶部缓动实现
// rate表示缓动速率，默认是2
var backToTop = function (rate) {
    var doc = document.body.scrollTop? document.body : document.documentElement;
    var scrollTop = doc.scrollTop;
    
    var top = function () {
        scrollTop = scrollTop + (0 - scrollTop) / (rate || 2);
        
        // 临界判断，终止动画
        if (scrollTop <= 1) {
            doc.scrollTop = 0;
            return;
        }
        doc.scrollTop = scrollTop;
        // 动画gogogo!
        requestAnimationFrame(top);    
    };
    top();
};

其中，代码的核心是：

scrollTop = scrollTop + (0 - scrollTop) / (rate || 2);

scrollTop表示公式的A, 滚动到顶部滚动高度是0，因此，上面的0，实际上就是公式的B, 而公式中的2表示缓动速率，实际开发的时候是可以灵活调整的，缓动速率范围是1到无穷大，速率值越小，运动越快。比如说上面的返回顶部效果，我们把缓动速率改成4，点击下面的按钮感受效果：

可以明显感觉到，返回顶部使用的时间变长了，速度变慢了，缓动体验也更明显了。

等比例靠近理论上最终只会无穷靠近，并不会真正的相等，也就是动画永远没有结束的时候，所以说需要做一个临界判断，也就是距离小到一定数目的时候，直接等于目标值，并终止动画。例如，上面的返回顶部，就是当距离顶部滚动高度小于1的时候，直接返回顶部，并终止动画。

if (scrollTop < 1) {
    doc.scrollTop = 0;
    return;
}

我们最近刚上线不久的新版的起点移动站（https://m.qidian.com）的返回顶部效果就是使用的这个缓动小算法。

当然，起点M站使用这个动画小算法的地方不止这一个，比方说首页最近阅读的小球是可以移动的，惯性运动动画效果就是用的该算法，还是书籍阅读页面水平看书模式时候移来移去的翻页效果，也是此算法；垂直模式时候点击翻屏也是该算法等等。

用得非常多，因为简单，不需要查资料直接可以写出来，只要记住“等比例靠近”这个词，就不会忘记该怎么实现，永远忘不了的初恋就是这种感觉。

更新于2019-11-28

实际开发时候有时候不是滚动到顶部，而是任意位置，于是对上面方法改造了下：

// 滚动到顶部缓动实现
// rate表示缓动速率，默认是2
window.scrollTopTo = function (top, callback) {
    var scrollTop = document.scrollingElement.scrollTop;
    var rate = 2;

    var funTop = function () {
        scrollTop = scrollTop + (top - scrollTop) / rate;

        // 临界判断，终止动画
        if (Math.abs(scrollTop - top) <= 1) {
            document.scrollingElement.scrollTop = top;
            callback && callback();
            return;
        }
        document.scrollingElement.scrollTop = scrollTop;
        // 动画gogogo!
        requestAnimationFrame(funTop);
    };
    funTop();
};

其中：

top

必需。Number。垂直方向希望滚动的位置。

callback

必需。Function。滚动到指定位置时候的回调方法。

滚动速率内置了，是2，因为实际开发速率调整并不常用。

总之，经过改造后，滚动到顶部的这个方法变得实用多了。

三、即插即用的缓动小算法变身

如果项目很多地方使用该算法，每次都写一遍requestAnimationFrame和边界判断是很啰嗦的，于是，我们可以把算法变个身，例如下面这样：

Math.easeout = function (A, B, rate, callback) {
    if (A == B || typeof A != 'number') {
        return;    
    }
    B = B || 0;
    rate = rate || 2;
    
    var step = function () {
        A = A + (B - A) / rate;
        
        if (A < 1) {
            callback(B, true);
            return;
        }
        callback(A, false);
        requestAnimationFrame(step);    
    };
    step();
};

其中：

• A是起始位置；
• B是目标位置；
• rate是缓动速率；
• callback是变化的位置回调，支持两个参数，value和isEnding，表示当前的位置值（数值）以及是否动画结束了（布尔值）；

于是，我们的返回顶部效果可以这么使用：

var doc = document.body.scrollTop? document.body : document.documentElement;
Math.easeout(doc.scrollTop, 0, 4, function (value) {
    doc.scrollTop = value;
});

可以看到效果是一样的棒棒哒。

更关键点是我们的算法可以全局无限制重复利用啦！

四、结束语

本文有3个按钮，每个按钮点击都会有带缓动的返回顶部的效果，如果您发现您的浏览器按钮点击没效果，或者没按钮，则多半您访问的不是原出处。

根据我自己的猜测，Tween.js标准的缓动算法中，应该有类似本文的小算法的，应该就是某个easeOut方法。但是，具体实现上还是会有一些差异的，Tween.js是基于时间来做算法的，而本文的Math.easeout算法是基于缓动速率的，最终的时间是不固定的，受起始和终止位置的距离的影响，也正是这个原因，本文的缓动动画算法更好理解更容易记忆，因为现实世界距离是真实的容易感知的，时间是虚幻的无法捕捉的，正好和本文的算法距离驱动而非时间驱动相映射，容易形成共识。

恩，就说这么多吧。

感谢阅读，欢迎交流，更欢迎大力分享，你瞧，我把珍藏的初恋都分享出来了，还不点赞分享支持下。

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（本篇完）