Vue的diff算法原理你真的了解吗
作者：darabiuz
这篇文章主要为大家详细介绍了Vue的diff算法原理，文中示例代码介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下，希望能够给你带来帮助
思维导图
0. 从常见问题引入
- 虚拟dom是什么?
- 如何创建虚拟dom?
- 虚拟dom如何渲染成真是dom?
- 虚拟dom如何patch（patch）
- 虚拟DOM的优势?（性能）
- Vue中的key到底有什么用，为什么不能用index?
- Vue中的diff算法实现
- diff算法是深度还是广度优先遍历
1. 生成虚拟dom
1. h方法实现
virtual dom ，也就是虚拟节点
1.它通过js的Object对象模拟dom中的节点
2.再通过特定的render方法将其渲染成真实的dom节点
eg：
<div id="wrapper" class="1">
<span style="color:red">hello</span>
world
</div>
如果利用h方法生成虚拟dom的话：
h('div', { id: 'wrapper', class: '1' }, h('span', { style: { color: 'red' } }, 'hello'), 'world');
对应的js对象如下：
let vd = {
type: 'div',
props: { id: 'wrapper', class: '1' },
children: [
{
type: 'span',
props: { color: 'red' },
children: [{}]
},
{
type: '',
props: '',
text: 'world'
}
]
}
自己实现一个h方法
function createElement(type, props = {}, ...children) {
// 防止没有传值的话就赋值一个初始值
let key;
if (props.key) {
key = props.key
delete props.key
}
// 如果孩子节点有字符串类型的，也需要转化为虚拟节点
children = children.map(child => {
if (typeof child === 'string') {
// 把不是节点类型的子节点包装为虚拟节点
return vNode(undefined, undefined, undefined, undefined, child)
} else {
return child
}
})
return vNode(type, props, key, children)
}
function vNode(type, props, key, children, text = undefined) {
return {
type,
props,
key,
children,
text
}
}
2. render方法实现
render的作用：把虚拟dom转化为真实dom渲染到container容器中去
export function render(vnode, container) {
let ele = createDomElementFrom(vnode) //通过这个方法转换真实节点
if (ele) container.appendChild(ele)
}
把虚拟dom转化为真实dom，插入到容器中，如果虚拟dom对象包含type值，说明为元素（createElement），否则为节点类型(createTextnode),并把真实节点赋值给虚拟节点，建立起两者之间的关系
function createDomElementFrom(vnode) {
let { type, key, props, children, text } = vnode
if (type) {//说明是一个标签
// 1. 给虚拟元素加上一个domElemnt属性，建立真实和虚拟dom的联系，后面可以用来跟新真实dom
vnode.domElement = document.createElement(type)
// 2. 根据当前虚拟节点的属性，去跟新真实dom的值
updateProperties(vnode)
// 3. children中方的也是一个个的虚拟节点(就是递归把儿子追加到当前元素里)
children.forEach(childVnode => render(childVnode, vnode.domElement))
} else {//说明是一个文本
}
return vnode.domElement
}
function updateProperties(newVnode, oldProps = {}) {
let domElement = newVnode.domElement //真实dom，
let newProps = newVnode.props; //当前虚拟节点中的属性
// 如果老的里面有，新的里面没有，说明这个属性被移出了
for (let oldPropName in oldProps) {
if (!newProps[oldPropName]) {
delete domElement[oldPropName] //新的没有，为了复用这个dom，直接删除
}
}
// 如果新的里面有style，老的里面也有style，style可能还不一样
let newStyleObj = newProps.style || {}
let oldStyleObj = oldProps.style || {}
for (let propName in oldStyleObj) {
if (!newStyleObj[propName]) {
domElement.style[propName] = ''
}
}
// 老的里面没有，新的里面有
for (let newPropsName in newProps) {
// 直接用新节点的属性覆盖老节点的属性
if (newPropsName === 'style') {
let styleObj = newProps.style;
for (let s in styleObj) {
domElement.style[s] = styleObj[s]
}
} else {
domElement[newPropsName] = newProps[newPropsName]
}
}
}
根据当前虚拟节点的属性，去更新真实dom的值
由于还有子节点，所以还需要递归，生成子节点虚拟dom的真实节点，插入当前的真实节点里去
3. 再次渲染
刚刚可能会有点不解，为什么要把新的节点和老的节点属性进行比对，因为刚刚是首次渲染，现在讲一下二次渲染
比如说现在构建了一个新节点newNode,我们需要和老节点进行对比，然而并不是简单的替换，而是需要尽可能多地进行复用
首先判断父亲节点的类型，如果不一样就直接替换
如果一样
1.文本类型，直接替换文本值即可
2.元素类型，需要根据属性来替换
这就证明了render方法里我们的oldProps的必要性，所以这里把新节点的真实dom赋值为旧节点的真实dom，先复用一波，待会再慢慢修改
updateProperties(newVnode, oldVNode.props)
export function patch(oldVNode, newVnode) {
// //判断类型是否一样,不一样直接用新虚拟节点替换老的
if (oldVNode.type !== newVnode.type) {
return oldVNode.domElement.parentNode.replaceChild(
createDomElementFrom(newVnode), oldVNode.domElement
)
}
// 类型相同，且是文本
if (oldVNode.text) {
return oldVNode.document.textContent = newVnode.text
}
// 类型一样，不是文本，是标签，需要根据新节点的属性更新老节点的属性
// 1. 复用老节点的真实dom
let domElement = newVnode.domElement = oldVNode.domElement
// 2. 根据最新的虚拟节点来更新属性
updateProperties(newVnode, oldVNode.props)
// 比较儿子
let oldChildren = oldVNode.children
let newChildren = newVnode.children
// 1. 老的有儿子，新的有儿子
if (oldChildren.length > 0 && newChildren.length > 0) {
// 对比两个儿子(很复杂)
} else if (oldChildren.length > 0) {
// 2. 老的有儿子，新的没儿子
domElement.innerHTML = ''
} else if (newChildren.length > 0) {
// 3. 新增了儿子
for (let i = 0; i < newChildren.length; i++) {
// 把每个儿子加入元素里
let ele = createDomElementFrom(newChildren[i])
domElement.appendChild(ele)
}
}
}
2. diff算法
刚刚的渲染方法里，首先是对最外层元素进行对比，对于儿子节点，分为三种情况
1.老的有儿子，新的没儿子（那么直接把真实节点的innerHTML设置为空即可）
2.老的没儿子，新的有儿子（那么遍历新的虚拟节点的儿子列表，把每一个都利用createElementFrom方法转化为真实dom，append到最外层真实dom即可）
3.老的有儿子，新的有儿子，这个情况非常复杂，也就是我们要提及的diff算法
1. 对常见的dom做优化
- 前后追加元素
- 正序和倒序元素
- 中间插入元素
以最常见的ul列表为例子
旧的虚拟dom
let oldNode = h('div', {},
h('li', { style: { background: 'red' }, key: 'A' }, 'A'),
h('li', { style: { background: 'blue' }, key: 'B' }, 'A'),
h('li', { style: { background: 'yellow' }, key: 'C' }, 'C'),
h('li', { style: { background: 'green' }, key: 'D' }, 'D'),
);
情况1：末尾追加一个元素(头和头相同)
新的虚拟节点
let newVnode = h('div', {},
h('li', { style: { background: 'red' }, key: 'A' }, 'A'),
h('li', { style: { background: 'blue' }, key: 'B' }, 'B'),
h('li', { style: { background: 'yellow' }, key: 'C' }, 'C1'),
h('li', { style: { background: 'green' }, key: 'D' }, 'D1'),
h('li', { style: { background: 'black' }, key: 'D' }, 'E'),
);
eg：
// 比较是否同一个节点
function isSameVnode(oldVnode, newVnode) {
return oldVnode.key == newVnode.key && oldVnode.type == newVnode.type
}
// diff
function updateChildren(parent, oldChildren, newChildren) {
// 1. 创建旧节点开头指针和结尾
let oldStartIndex = 0
let oldStartVnode = oldChildren[oldStartIndex];
let oldEndIndex = oldChildren.length - 1
let oldEndVnode = oldChildren[oldEndIndex];
// 2. 创建新节点的指针
let newStartIndex = 0
let newStartVnode = newChildren[newStartIndex];
let newEndIndex = newChildren.length - 1
let newEndVnode = newChildren[newEndIndex];
// 1. 当从后面插入节点的时候，希望判断老的孩子和新的孩子 循环的时候，谁先结束就停止循环
while (oldStartIndex <= oldEndIndex && newStartIndex <= newEndIndex) {
// 注意：比较对象是否相等，你不能用==，因为指向的位置可能不一样，可以用type和key
if (isSameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {
//patch比对更新
patch(oldStartVnode, newStartVnode)
// 移动指针
oldStartVnode = oldChildren[++oldStartIndex]
newStartVnode = newChildren[++newStartIndex]
}
}
if (newStartIndex <= newEndIndex) {
for (let i = newStartIndex; i <= newEndIndex; i++) {
parent.appendChild(createDomElementFrom(newChildren[i]))
}
}
}
情况2：队首添加一个节点（尾和尾）
头和头+尾和尾的处理方法:
我们通过parent.insertBefore(createDomElementFrom(newChildren[i]), beforeElement)使得末尾添加和头部添加采用同一种处理方法
// 如果是从前往后遍历说明末尾新增了节点，会比原来的儿子后面新增了几个
// 也可以时从后往前遍历，说明比原来的儿子前面新增了几个
if (newStartIndex <= newEndIndex) {
for (let i = newStartIndex; i <= newEndIndex; i++) {
// 取得第一个值，null代表末尾
let beforeElement = newChildren[newEndIndex + 1] == null ? null : newChildren[newEndIndex + 1].domElement parent.insertBefore(createDomElementFrom(newChildren[i]), beforeElement)
}
}
图解：
MVVM=>数据一变，就调用patch
情况3：翻转类型(头和尾)
尾和头就不画图了
else if (isSameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) {
// 头和尾巴都不一样,拿老的头和新的尾巴比较
patch(oldStartVnode, newEndVnode)
// 把旧节点的头部插入到旧节点末尾指针指向的节点之后一个
parent.insertBefore(oldStartVnode.domElement, oldEndVnode.domElement.nextSibling)
// 移动指针
oldStartVnode = oldChildren[++oldStartIndex]
newEndVnode = newChildren[--newEndIndex]
} else if (isSameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) {
// 头和尾巴都不一样,拿老的头和新的尾巴比较
patch(oldEndVnode, newStartVnode)
// 把旧节点的头部插入到旧节点末尾指针指向的节点之后一个
parent.insertBefore(oldEndVnode.domElement, oldStartVnode.domElement)
// 移动指针
oldEndVnode = oldChildren[--oldEndIndex]
newStartVnode = newChildren[++newStartIndex]
} else {
情况4: 暴力比对复用
else {
// 都不一样，就暴力比对
// 需要先拿到新的节点去老的节点查找是否存在相同的key，存在则复用，不存在就创建插入即可
// 1. 先把老的哈希
let index = map[newStartVnode.key]//看看新节点的key在不在这个map里
console.log(index);
if (index == null) {//没有相同的key
// 直接创建一个，插入到老的前面即可
parent.insertBefore(createDomElementFrom(newStartVnode),
oldStartVnode.domElement)
} else {//有，可以复用
let toMoveNode = oldChildren[index]
patch(toMoveNode, newStartVnode)//复用要先patch一下
parent.insertBefore(toMoveNode.domElement, oldStartVnode.domElement)
oldChildren[index] = undefined
// 移动指正
}
newStartVnode = newChildren[++newStartIndex]
}
// 写一个方法，做成一个哈希表{a:0,b:1,c:2}
function createMapToIndex(oldChildren) {
let map = {}
for (let i = 0; i < oldChildren.length; i++) {
let current = oldChildren[i]
if (current.key) {
map[current.key] = i
}
}
return map
}
对于key的探讨
1. 为什么不能没有key
2. 为什么key不能是index
3. diff的遍历方式
采用的是深度优先，只会涉及到dom树同层的比较，先对比父节点是否相同，然后对比儿子节点是否相同，相同的话对比孙子节点是否相同
总结
本篇文章就到这里了，希望能够给你带来帮助，也希望您能够多多关注脚本之家的更多内容!