关于vue.js:常见框架的-Diff-算法

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相干问题

• 虚构 DOM 是什么
• 虚构 DOM 的作用
• 讲一下 Vue 的 Diff 算法

答复关键点

虚构 DOM 工夫复杂度 O(n)

古代网站大多具备简单布局，大量的节点和交互操作等特色，间接操作 DOM 办法不当带来的性能问题不可漠视。虚构 DOM 的实质是 JavaScript 对象，它能够代表 DOM 的一部分特色，是 DOM 的形象简化版本。通过事后操作虚构 DOM，在某个机会找出和实在 DOM 之间的差别局部并从新渲染，来晋升操作实在 DOM 的性能和效率。

为达到这个目标，还须要关注两个问题：什么时候从新渲染，怎么高效抉择从新渲染的范畴。找出须要从新渲染的范畴，就是 Diff 的过程。React 和 Vue 的 Diff 算法思路基本一致，只对同层节点进行比拟，利用惟一标识符对节点进行辨别。

知识点深刻

1. Diff 算法

两棵树的比对和更新，波及到树编辑间隔（Tree Editing Distance）算法：将一棵树转化为另一棵树的最小操作老本。操作类型包含：删除、插入、批改。工夫复杂度为 O(n^3)。

为了升高工夫复杂度，React 和 Vue 的思路是基于以下两个假如条件，缩减递归迭代规模，将 Diff 算法的工夫复杂度升高为 O(n)：

1. 雷同类型的组件产生雷同的 DOM 构造，反之亦然。所以不同类型组件的构造不须要进一步递归 Diff。
2. 同一层级的一组节点，能够通过惟一标识符进行辨别。

2. React Reconciliation

在 React 中，将虚构 DOM 和实在 DOM 进行比对而后同步的过程被称为 Reconciliation（和谐），Fiber 是 React 16 中新的和谐引擎。它的次要指标是实现虚构 DOM 的增量渲染。

Diff 的大抵过程是，当比照两棵虚构 DOM 树时，React 先比照根元素。根据根元素的类型不同，会有不同的操作：

1. 不同类型的元素

   如果元素的类型不同，React 会摈弃旧树并建设新树。如以下状况，会导致齐全重建：

   <!-- old -->
   <button class="bg-blue-100">HZFE</button>
   
   <!-- new -->
   <div class="bg-blue-100">HZFE</div>

2. 雷同类型的元素

   如果元素是两个雷同类型的 React DOM 元素时，React 会查看两者的属性，保留 DOM 节点，只更新扭转的属性。如以下状况，React 只更新色彩款式。

   <!-- old -->
   <button class="bg-blue-100 text-center">HZFE</button>
   
   <!-- new -->
   <button class="bg-red-100 text-center">HZFE</button>

在元素类型雷同的状况下，比对完元素后，会递归元素的子元素。默认状况下，React 会同时迭代新老两个子元素列表。对于列表的更新，React 倡议在列表项中标识 key 属性。防止以下低效场景：

<!-- bad -->
<!-- React 不会意识到能够保留 <li>HZFE</li> 和 <li>Front-End</li> 子树的残缺，而是重写每个元素 -->

<!-- old -->
<ul>
  <li>HZFE</li>
  <li>Front-End</li>
</ul>
<!-- new -->
<ul>
  <li>Back-End</li>
  <li>HZFE</li>
  <li>Front-End</li>
</ul>

<!-- good -->
<!-- 子列表项有稳固且在兄弟节点中惟一的 key 属性，-->
<!-- React 应用 key 从新老树中匹配对应节点比拟，进步 Diff 效率。-->

<!-- old -->
<ul>
  <li key="2016">HZFE</li>
  <li key="2017">Front-End</li>
</ul>
<!-- new -->
<ul>
  <li key="2015">Back-End</li>
  <li key="2016">HZFE</li>
  <li key="2017">Front-End</li>
</ul>

2. Vue2.x Diff

Vue 的 Diff 算法和 React 的相似，只在同一档次进行比拟，不进行跨层比拟。如果两个元素被断定为不雷同，则不持续递归比拟。在 Diff 子元素的过程中，采纳双端比拟的办法，设立 4 个指针：

• oldStartIdx 指向旧子元素列表中，从右边开始 Diff 的元素索引。初始值：第一个元素的索引。
• newStartIdx 指向新子元素列表中，从右边开始 Diff 的元素索引。初始值：第一个元素的索引。
• oldEndIdx 指向旧子元素列表中，从左边开始 Diff 的元素索引。初始值：最初一个元素的索引。
• newEndIdx 指向新子元素列表中，从左边开始 Diff 的元素索引。初始值：最初一个元素的索引。

Vue 同时遍历新老子元素虚构 DOM 列表，并采纳头尾比拟。个别有 4 种状况：

1. 当新老 start 指针指向的是雷同节点

   复用节点并按需更新。

   新老 start 指针向右挪动一位。

2. 当新老 end 指针指向的是雷同节点

   复用节点并按需更新。

   新老 end 指针向左挪动一位。

3. 当老 start 指针和新 end 指针指向的是雷同节点

   复用节点并按需更新，将节点对应的实在 DOM 挪动到子元素列表队尾。

   老 start 指针向右挪动一位。

   新 end 指针向左挪动一位。

4. 当老 end 指针和新 start 指针指向的是雷同节点

   复用节点并按需更新，将节点对应的实在 DOM 挪动到子元素列表队头。

   老 end 指针向左挪动一位。

   新 start 指针向右挪动一位。

在不满足以上状况的前提下，会尝试查看新 start 指针指向的节点是否有惟一标识符 key，如果有且能在旧列表中找到领有雷同 key 的雷同类型节点，则可复用并按需更新，且挪动节点到新的地位。新 start 指针向右挪动一位。如果仍旧不满足条件，则新增相干节点。

当新老列表的中任意一个列表的头指针索引大于尾指针索引时，循环遍历完结，按需删除或新增相干节点即可。

参考资料

• Reconciliation
• patch