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Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

发布时间:2022-03-09 09:04:57 来源:亿速云 阅读:150 作者:iii 栏目:编程语言

这篇文章主要介绍了Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析的相关知识,内容详细易懂,操作简单快捷,具有一定借鉴价值,相信大家阅读完这篇Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析文章都会有所收获,下面我们一起来看看吧。

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

简单介绍一下 虚拟DOM 和 diff算法

先用一个简单的例子来说一下 虚拟DOMdiff算法:比如有一个户型图,现在我们需要对这个户型图进行下面的改造,

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

其实,这个就是相当于一个进行找茬的游戏,让我们找出与原来的不同之处。下面,我已经将不同之处圈了出来,

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

现在,我们已经知道了要进行哪些改造了,但是,我们该如何进行改造呢?最笨的方法就是全部拆了再重新建一次,但是,在我们实际中肯定不会进行拆除再新建,这样效率太低了,而且代价太昂贵。确实是完成了改造,但是,这不是一个最小量的更新,所以我们想要的是 diff,

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

那么diff是什么呢?其实,diff 在我们计算机中就是代表着最小量更新的一个算法,会进行精细化对比,以最小量去更新。这样你就会发现,它的代价比较小,也不会昂贵,也会比较优化,所以对应在我们 Vue底层中是非常关键的。
好了,现在回归到我们的Vue中,上面的户型图中就相当于vue中的 DOM节点,我们需要对这些节点进行改造(增删调),然后以最小量去更新DOM,这样就会避免我们性能上面的开销。

// 原先DOM
<div class="box">
        <h3>标题</h3>
        <ul>
            <li>1</li>
            <li>2</li>
            <li>3</li>
        </ul>
    </div>
// 修改后的DOM
<div class="box">
        <h3>标题</h3>
        <span>青峰</span>
        <ul>
            <li>1</li>
            <li>2</li>
            <li>3</li>
            <li>4</li>
        </ul>
    </div>

在这里,我们就可以利用 diff算法进行精细化对比,实现最小量更新。 上面我们了解了什么是diff,下面再来简单了解一下什么是虚拟DOM,

<div class="box">
        <h3>标题</h3>
        <ul>
            <li>1</li>
            <li>2</li>
            <li>3</li>
        </ul>
    </div>
{
    sel: "div",
    elm: undefined, // 表示虚拟节点还没有上树
    key: undefined, // 唯一标识
    data: {
        class: { "box" : true}
    },
    children: [
        {
            sel: "h3",
            data: {},
            text: "标题"
        },
        {
            sel: "ul",
            data: {},
            children: [
                { sel: li, data: {}, text: "1"},
                { sel: li, data: {}, text: "2"},
                { sel: li, data: {}, text: "3"}
            ]
        }
    ]
}

通过观察可以发现,虚拟DOM 是一个 JavsScript对象,里面包含 sel选择器data数据text文本内容children子标签等等,一层嵌套一层。这样就表达了一个 虚拟DOM结构,处理 虚拟DOM 的方式总比处理 真实的DOM 要简单并且高效,所以 diff算法 是发生在 虚拟DOM 上的。
注意:diff算法 是发生在 虚拟DOM 上的。

为什么需要 Virtual DOM(虚拟DOM)

  • 首先,我们都知道,在前端性能优化的一个秘诀就是尽可能的减少DOM的操作,不仅仅是DOM相对较慢,更是因为变动DOM会造成浏览器的回流和重绘,这些都会降低性能,因此,我们需要虚拟DOM,在patch(比较新旧虚拟DOM更新去更新视图)过程中尽可能的一次性将差异更新到DOM中,这样就保证了DOM不会出现了性能很差的情况。

  • 其次,使用 虚拟DOM 改变了当前的状态不需要立即去更新DOM,而是对更新的内容进行更新,对于没有改变的内容不做任何处理,通过前后两次差异进行比较

  • 最后,也是Virtual DOM 最初的目的,就是更好的跨平台,比如node.js就没有DOM,如果想实现 SSR(服务端渲染),那么一个方式就是借助Virtual DOM,因为 Virtual DOM本身是 JavaScript对象。

h函数(创建虚拟DOM)

作用:h函数 主要用来产生 虚拟节点(vnode)
第一个参数:标签名字、组件的选项对象、函数
第二个参数:标签对应的属性 (可选)
第三个参数:子级虚拟节点,字符串或者是数组形式

 h('a',{ props: {href: 'http://www.baidu.com'}, '百度'})

上面的h函数对应的虚拟节点为:

{ sel: 'a', data: { props: {href: 'http://www.baidu.com'}}, text: "百度"}

真正的DOM节点为:

<a href = "http://www.baidu.com">百度</a>

我们还可以嵌套的使用h函数,比如:

h('ul', {}, [
    h('li', {}, '1'),
    h('li', {}, '2'),
    h('li', {}, '3'),
])

嵌套使用h函数,就会生成一个虚拟DOM树。

{
            sel: "ul",
            elm: undefined,
            key: undefined,
            data: {},
            children: [
                { sel: li, elm: undefined, key: undefined, data: {}, text: "1"},
                { sel: li, elm: undefined, key: undefined, data: {}, text: "2"},
                { sel: li, elm: undefined, key: undefined, data: {}, text: "3"}
            ]
        }

好了,上面我们已经知道了h函数是怎么使用的了,下面我们手写一个阉割版的h函数。

手写 h函数

我们手写的这个函数只考虑三种情况(带三个参数),分别如下:

情况①:h('div', {}, '文字')
情况②:h('div', {}, [])
情况③:h('div', {}, h())

在手写h函数之前,我们需要声明一个函数,用来创建虚拟节点

// vnode.js 返回虚拟节点
export default function(sel, data, children, text, elm) {
    // sel 选择器 、data 属性、children 子节点、text 文本内容、elm 虚拟节点绑定的真实 DOM 节点
    const key = data.key
    return {
        sel,
        data,
        children,
        text,
        elm,
        key
    }
}

声明好vnode函数之后,我们正式来手写h函数,思路如下:

  • 判断第三个参数是否是字符串或者是数字。如果是字符串或数字,直接返回 vnode

  • 判断第三个参数是否是一个数组。声明一个数组,用来存储子节点,需要遍历数组,这里需要判断每一项是否是一个对象(因为 vnode 返回一个对象并且一定会有sel属性)但是不需要执行每一项,因为在数组里面已经执行了h函数。其实,并不是函数递归进行调用(自己调自己),而是一层一层的嵌套

  • 判断都三个参数是否是一个对象。直接将这个对象赋值给 children,并会返回 vnode

// h.js h函数
import vnode from "./vnode";
// 情况①:h('div', {}, '文字')
// 情况②:h('div', {}, [])
// 情况③:h('div', {}, h())
export default function (sel, data, c) {
    // 判断是否传入三个参数
    if (arguments.length !== 3) 
        throw Error('传入的参数必须是三个参数') 
    // 判断c的类型 
    if (typeof c === 'string' || typeof c === 'number') {
        // 情况①
        return vnode(sel, data, undefined, c, undefined)
    } else if(Array.isArray(c)) {
        // 情况②
        // 遍历
        let children = []
        for(let i = 0; i < c.length; i++) {
            // 子元素必须是h函数
            if (!(typeof c[i] === 'object' && c[i].hasOwnProperty('sel')))
                throw Error('数组中有一项不是h函数')
            // 收集子节点 不需要执行 因为数组里面已经执行h函数来
            children.push(c[i])
        }
        return vnode(sel, data, children, undefined, undefined)
    } else if (typeof c === 'object' && c.hasOwnProperty('sel')) {
        // 直接将子节点放到children中
        let children = [c]
        return vnode(sel, data, children, undefined, undefined)
    } else {
        throw Error('传入的参数格式不对')
    }
}

通过上面的代码,我们已经实现了一个简单 h函数 的基本功能。

感受 diff 算法

在讲解 diff算法 之前,我们先来感受一下 diff算法 的强大之处。先利用 snabbdom 简单来举一个例子。

import {
    init,
    classModule,
    propsModule,
    styleModule,
    eventListenersModule,
    h,
} from "snabbdom";
//创建出patch函数
const patch = init([
    classModule, 
    propsModule, 
    styleModule, 
    eventListenersModule, 
]);
//让虚拟节点上树
const container = document.getElementById("container");
const btn = document.getElementById("btn");
//创建虚拟节点
const myVnode1 = h('ul', {}, [
    h('li', {}, 'A'),
    h('li', {}, 'B'),
    h('li', {}, 'C'),
    h('li', {}, 'D')
])
patch(container, myVnode1)
const myVnode2 = h('ul', {}, [
    h('li', {}, 'A'),
    h('li', {}, 'B'),
    h('li', {}, 'C'),
    h('li', {}, 'D'),
    h('li', {}, 'E'),
])
btn.addEventListener('click', () => {
    // 上树
    patch(myVnode1,myVnode2)
})

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

当我们点接改变DOM的时候,发现会新增一个 li标签 内容为 E,单单的点击事件,我们很难看出,是将 旧的虚拟DOM 全部替换掉 新的虚拟DOM,然后再渲染成 真实DOM,还是直接在 旧的虚拟DOM 上直接在后面添加一个节点,所以,在这里我们可以巧妙的打开测试工具,直接将标签内容进行修改,如果点击之后是全部拆除,那么标签的内容就会发生改变,若内容没有发生改变,则是将最后添加的。

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

点击改变 DOM 结构:

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

果然,之前修改的内容没有发生变化,这一点,就可以验证了是进行了 diff算法精细化的比较,以最小量进行更新。 那么问题就来了,如果我在前面添加一个节点呢?是不是也是像在最后添加一样,直接在前面添加一个节点。我们不妨也来试一试看看效果:

...
const container = document.getElementById("container");
const btn = document.getElementById("btn");
//创建虚拟节点
const myVnode1 = h('ul', {}, [
    h('li', {}, 'A'),
    h('li', {}, 'B'),
    h('li', {}, 'C'),
    h('li', {}, 'D')
])
patch(container, myVnode1)
const myVnode2 = h('ul', {}, [
    h('li', {}, 'E'),  // 将E移至前面
    h('li', {}, 'A'),
    h('li', {}, 'B'),
    h('li', {}, 'C'),
    h('li', {}, 'D'),
])
btn.addEventListener('click', () => {
    // 上树
    patch(myVnode1,myVnode2)
})

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

点击改变 DOM 结构

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

哦豁!!跟我们想的不一样,你会发现,里面的文本内容全部发生了变化,也就是说将之前的 DOM 全部拆除,然后将新的重新上树。这时候,你是不是在怀疑其实 diff算法 没有那么强大,但是你这样想就大错特错了,回想一下在学习 Vue 的过程中,在遍历DOM节点 的时候,是不是特别的强调要写上key唯一标识符,此时,key在这里就发挥了它的作用。 我们带上key再来看一下效果:

...
const myVnode1 = h('ul', {}, [
    h('li', { key: "A" }, 'A'),
    h('li', { key: "B" }, 'B'),
    h('li', { key: "C" }, 'C'),
    h('li', { key: "D" }, 'D')
])
patch(container, myVnode1)
const myVnode2 = h('ul', {}, [
    h('li', { key: "E" }, 'E'),
    h('li', { key: "A" }, 'A'),
    h('li', { key: "B" }, 'B'),
    h('li', { key: "C" }, 'C'),
    h('li', { key: "D" }, 'D'),
])
...

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

点击改变 DOM 结构

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

看到上面的结果,此时此刻,你是不是恍然大悟了,顿时知道了key在循环当中有什么作用了吧。我们可以推出的结论一就是: key是当前节点的唯一标识,告诉 diff算法,在更改前后它们是同一个 DOM节点

当我们修改父节点,此时新旧虚拟DOM的父节点不是同一个节点,继续来观察一下 diff算法是如何分析的

const myVnode1 = h('ul', {}, [
    h('li', { key: "A" }, 'A'),
    h('li', { key: "B" }, 'B'),
    h('li', { key: "C" }, 'C'),
    h('li', { key: "D" }, 'D')
])
patch(container, myVnode1)
const myVnode2 = h('ol', {}, [
    h('li', { key: "A" }, 'A'),
    h('li', { key: "B" }, 'B'),
    h('li', { key: "C" }, 'C'),
    h('li', { key: "D" }, 'D'),
])

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

点接改变 DOM结构

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

你会发现,这里将旧节点进行了全部的拆除,然后重新将新节点上树。我们可以推出的结论二就是:
只有是同一个虚拟节点diff算法 才进行精细化比较,否则就是暴力删除旧的、插入新的。判断同一个虚拟节点的依据:选择器(sel)相同且key相同。

那么如果是同一个虚拟节点,但是子节点里面不是同一层在比较的呢?

const myVnode1 = h('div', {}, [
    h('li', { key: "A" }, 'A'),
    h('li', { key: "B" }, 'B'),
    h('li', { key: "C" }, 'C'),
    h('li', { key: "D" }, 'D')
])
patch(container, myVnode1)
const myVnode2 = h('div', {}, h('section', {},
    [
        h('li', { key: "A" }, 'A'),
        h('li', { key: "B" }, 'B'),
        h('li', { key: "C" }, 'C'),
        h('li', { key: "D" }, 'D'),
    ]
))

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

点击改变DOM结构

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

你会发现,此时DOM结构同多了一层 section标签 包裹着,然后,文本的内容也发生了变化,所以我们可以推出结论三
diff算法 只进行同层比较,不会进行跨层比较。即使是同一片虚拟节点,但是跨层了,不进行精细化比较,而是暴力删除旧的、然后插入新的。

综上,我们得出diff算法的三个结论:

  • key 是当前节点的唯一标识,告诉 diff算法,在更改前后它们是同一个 DOM节点

  • 只有是同一个虚拟节点diff算法 才进行精细化比较,否则就是暴力删除旧的、插入新的。判断同一个虚拟节点的依据:选择器(sel)相同 key相同

  • diff算法 只进行同层比较,不会进行跨层比较。即使是同一片虚拟节点,但是跨层了,不进行精细化比较,而是暴力删除旧的、然后插入新的。

看到这里,相信你已经对 diff算法 已经有了很大的收获了。

patch 函数

patch函数 的主要作用就是:判断是否是同一个节点类型,是就在进行精细化对比,不是就进行暴力删除,插入新的
我们在可以简单的画出patch函数现在的主要流程图如下:

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

// patch.js    patch函数
import vnode from "./vnode";
import sameVnode from "./sameVnode";
import createElement from "./createElement";
export default function (oldVnode, newVnode) {
    // 判断oldVnode是否是虚拟节点
    if (oldVnode.sel == '' || oldVnode.sel == undefined) {
        // console.log('不是虚拟节点');
        // 创建虚拟DOM
        oldVnode = emptyNodeAt(oldVnode)
    }
    // 判断是否是同一个节点
    if (sameNode(oldVnode, newVnode)) {
        console.log('是同一个节点');
    } else {
        // 暴力删除旧节点,插入新的节点
        // 传入两个参数,创建的节点 插入到指定标杆的位置
        createElement(newVnode, oldVnode.elm)
    }
}
// 创建虚拟DOM
function emptyNodeAt (elm) {
    return vnode(elm.tagName.toLowerCase(), {}, [], undefined, elm)
}

在进行上DOM上树之前,我们需要了解一下DOM中的insertBefore()方法、appendChild()方法,因为,只有你真正的知道它们两者的用法,才会让你在下面手写上树的时候更加的清晰。

appendChild()方法

appendChild() 方法:可以向节点的子节点列表的末尾添加新的子节点。比如:appendChild(newchild)。
注意: appendChild()方法是在父节点中的子节点的末尾添加新的节点。(相对于父节点来说)。

<body>
    <div class="box">
        <span>青峰</span>
        <ul>
            <li>1</li>
            <li>2</li>
        </ul>
    </div>
    <script>
        const box = document.querySelector('.box')
        const appendDom = document.createElement('div')
        appendDom.style.backgroundColor = 'blue'
        appendDom.style.height = 100 + 'px'
        appendDom.style.width = 100 + 'px'
        // 在box里面的末尾追加一个div
        box.appendChild(appendDom)
    </script>
</body>

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

你会发现,创建的div是嵌套在box里面的,div 属于 box 的子节点,box 是 div 的子节点。

insertBefore()方法

insertBefore() 方法:可在已有的字节点前中插入一个新的子节点。比如:insertBefore(newchild,rechild)。
注意: insertBefore()方法是在已有的节点前添加新的节点。(相对于子节点来说的)。

<body>
    <div class="box">
        <span>青峰</span>
        <ul>
            <li>1</li>
            <li>2</li>
        </ul>
    </div>
    <script>
        const box = document.querySelector('.box')
        const insertDom = document.createElement('p')
        insertDom.innerText = '我是insertDOM'
        // 在body中 box前面添加新的节点
        box.parentNode.insertBefore(insertDom, box)
    </script>
</body>

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

我们发现,box 和 div 是同一层的,属于兄弟节点。

处理不同节点

sameVnode 函数

作用:比较两个节点是否是同一个节点

// sameVnode.js
export default function sameVnode(oldVnode, newVnode) {
    return (oldVnode.data ? oldVnode.data.key : undefined) === (newVnode.data ? newVnode.data.key : undefined) && oldVnode.sel == newVnode.sel
}

手写第一次上树

理解了上面的 appendChild()方法insertBefore()方法之后,我们正式开始让 真实DOM 上树,渲染页面。

// patch.js    patch函数
import vnode from "./vnode";
import sameVnode from "./sameVnode";
import createElement from "./createElement";
export default function (oldVnode, newVnode) {
    // 判断oldVnode是否是虚拟节点
    if (oldVnode.sel == '' || oldVnode.sel == undefined) {
        // console.log('不是虚拟节点');
        // 创建虚拟DOM
        oldVnode = emptyNodeAt(oldVnode)
    }
    // 判断是否是同一个节点
    if (sameNode(oldVnode, newVnode)) {
        console.log('是同一个节点');
    } else {
        // 暴力删除旧节点,插入新的节点
        // 传入两个参数,创建的节点 插入到指定标杆的位置
        createElement(newVnode, oldVnode.elm)
    }
}
// 创建虚拟DOM
function emptyNodeAt (elm) {
    return vnode(elm.tagName.toLowerCase(), {}, [], undefined, elm)
}

上面我们已经明确的知道,patch的作用就是判断是否是同一个节点,所以,我们需要声明一个createElement函数,用来创建真实DOM。

createElement 函数

createElement主要用来 创建子节点的真实DOM。

// createElement.js
export default function createElement(vnode,pivot) {
    // 创建上树的节点
    let domNode = document.createElement(vnode.sel)
    // 判断有文本内容还是子节点
    if (vnode.text != '' && (vnode.children == undefined || vnode.children.length == 0)) {
        // 文本内容 直接赋值
        domNode.innerText = vnode.text
        // 上树 往body上添加节点
        // insertBefore() 方法:可在已有的字节点前中插入一个新的子节点。相对于子节点来说的
        pivot.parentNode.insertBefore(domNode, pivot)
    } else if (Array.isArray(vnode.children) && vnode.children.length > 0) {
        // 有子节点
    }
}
// index.js
import patch from "./mysnabbdom/patch";
import h from './mysnabbdom/h'
const container = document.getElementById("container");
//创建虚拟节点
const myVnode1 = h('h2', {}, '文字')
patch(container, myVnode1)

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

我们已经将创建的真实DOM成功的渲染到页面上去了,但是这只是实现了最简单的一种情况,那就是 h函数 第三个参数是字符串的情况,所以,当第三个参数是一个数组的时候,是无法进行上树的,下面我们需要将 createElement函数 再进一步的优化,实现递归上树。

递归创建子节点

我们发现,在第一次上树的时候,createElement函数 有两个参数,分别是:newVnode (新的虚拟DOM),标杆(用来上树插入到某个节点的位置),在createElement内部 我们是使用 insertBefore()方法 进行上树的,使用这个方法我们需要知道已有的节点是哪一个,当然,当有 text(第三个参数是字符串或数字)的时候,我们是可以找到要插入的位置的,但是当有 children(子节点)的时候,我们是无法确定标杆的位置的,所以,我们要将上树的工作放到 patch函数 中,即 createElement函数只负责创建节点

// index.js
import patch from "./mysnabbdom/patch";
import h from './mysnabbdom/h'
const container = document.getElementById("container");
//创建虚拟节点
const myVnode1 = h('ul', {}, [
    h('li', {}, 'A'),
    h('li', {}, 'B'),
    h('li', {}, 'C'),
    h('li', {}, 'D')
])
patch(container, myVnode1)
// patch.js
import vnode from "./vnode";
import sameVnode from "./sameVnode";
import createElement from "./createElement";
export default function (oldVnode, newVnode) {
    // 判断oldVnode是否是虚拟节点
    if (oldVnode.sel == '' || oldVnode.sel == undefined) {
        // console.log('不是虚拟节点');
        // 创建虚拟DOM
        oldVnode = emptyNodeAt(oldVnode)
    }
    // 判断是否是同一个节点
    if (sameNode(oldVnode, newVnode)) {
        console.log('是同一个节点');
    } else {
        // 暴力删除旧节点,插入新的节点
        // 传入参数为创建的虚拟DOM节点  返回以一个真实DOM
        let newVnodeElm = createElement(newVnode)
        console.log(newVnodeElm);
        // oldVnode.elm.parentNode 为body 在body中 在旧节点的前面添加新的节点
        if (oldVnode.elm.parentNode && oldVnode.elm) {
            oldVnode.elm.parentNode.insertBefore(newVnodeElm, oldVnode.elm)
        }
        // 删除老节点
        oldVnode.elm.parentNode.removeChild(oldVnode.elm)
    }
}
// 创建虚拟DOM
function emptyNodeAt (elm) {
    return vnode(elm.tagName.toLowerCase(), {}, [], undefined, elm)
}

完善 createElement 函数

//  createElement.js只负责创建真正节点 
export default function createElement(vnode) {
    // 创建上树的节点
    let domNode = document.createElement(vnode.sel)
    // 判断有文本内容还是子节点
    if (vnode.text != '' && (vnode.children == undefined || vnode.children.length == 0)) {
        // 文本内容 直接赋值
        domNode.innerText = vnode.text
        // 上树 往body上添加节点
        // insertBefore() 方法:可在已有的字节点前中插入一个新的子节点。相对于子节点来说的
    } else if (Array.isArray(vnode.children) && vnode.children.length > 0) {
        // 有子节点
        for(let i = 0; i < vnode.children.length; i++) {
            // console.log(vnode.children[i]);
            let ch = vnode.children[i]
            // 进行递归 一旦调用createElement意味着 创建了DOM 并且elm属性指向了创建好的DOM
            let chDom = createElement(ch)
            // 添加节点 使用appendChild 因为遍历下一个之前 上一个真实DOM(这里的domVnode)已经生成了 所以可以使用appendChild
            domNode.appendChild(chDom)
        }
    }
    vnode.elm = domNode
    return vnode.elm
}

经过上面的分析,我们已经完成了对createElem函数的完善,可能你对这个递归有点不了解,那么大概捋一下进行的过程:

  • 首先,一开始的这个 新的虚拟DOM的sel 属性为 ul,创建的真实DOM节点为 ul,执行 createElement函数 发现,新的虚拟DOM里面有children属性,children 属性里面又包含 h函数。

  • 其次,进入到for循环中,拿到 children 中的第一项,然后再次 调用crateElement函数 创建真实DOM,上面第一次调用createElement的时候已经创建了ul,执行完第一项返回创建的虚拟DOM,然后使用 appendChild方法()追加到 ul中,依次类推,执行后面的数组项。

  • 最后,将创建好的 所有真实DOM 返回出去,在 patch函数 中上树。

执行上面的代码,测试结果如下:

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

完美!我们成功的将递归子节点完成了,无论嵌套多少层,我们都可以通过递归将子节点渲染到页面上。

前面,我们实现了不是同一个节点的时候,进行删除旧节点和插入新节点的操作,下面,我们来实现是相同节点时的相关操作,这也是文章中最重要的部分,diff算法 就包含在其中!!!

处理相同节点

上面的 patch函数 流程图中,我们已经处理了不同节点的时候,进行暴力删除旧的节点,然后插入新的节点,现在我们进行处理相同节点的时候,进行精细化的比较,继续完善 patch函数 的主流程图:

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

看到上面的流程图,你可能会有点疑惑,为什么不在 newVnode 是否有 Text属性 中继续判断 oldVnode 是否有 children 属性而是直接判断两者之间的 Text 是否相同,这里需要提及一个知识点,当我们进行 DOM操作的时候,文本内容替换DOM的时候,会自动将DOM结构全部销毁掉,innerText改变了,DOM结构也会随之被销毁,所以这里可以不用判断 oldVnode 是否存在 children 属性,如果插入DOM节点,此时的Text内容并不会被销毁掉,所以我们需要手动的删除。这也是为什么在流程图后面,我们添加 newVnode 的children 的时候需要将 oldVnode 的 Text 手动删除,而将 newVnode 的 Text 直接赋值oldVnode.elm.innerText 的原因。
知道上面流程图是如何工作了,我们继续来书写patch函数中是同一个节点的代码。

// patch.js
import vnode from "./vnode";
import sameVnode from "./sameVnode";
import createElement from "./createElement";
export default function (oldVnode, newVnode) {
    // 判断oldVnode是否是虚拟节点
    if (oldVnode.sel == '' || oldVnode.sel == undefined) {
        // console.log('不是虚拟节点');
        // 创建虚拟DOM
        oldVnode = emptyNodeAt(oldVnode)
    }
    // 判断是否是同一个节点
    if (sameNode(oldVnode, newVnode)) {
        console.log('是同一个节点');
        // 是否是同一个对象
        if (oldVnode === newVnode) return
        // newVnode是否有text
        if (newVnode.text && (newVnode.children == undefined || newVnode.children.length == 0)) {
            // 判断newVnode和oldVnode的text是否相同
            if (!(newVnode.text === oldVnode.text)) {
                // 直接将text赋值给oldVnode.elm.innerText 这里会自动销毁oldVnode的cjildred的DOM结构
                oldVnode.elm.innerText = newVnode.text
            }
            // 意味着newVnode有children
        } else {
            // oldVnode是否有children属性
            if (oldVnode.children != undefined && oldVnode.children.length > 0) {
                // oldVnode有children属性
            } else {
                // oldVnode没有children属性
                // 手动删除 oldVnode的text
                oldVnode.elm.innerText = ''
                // 遍历
                for (let i = 0; i < newVnode.children.length; i++) {
                    let dom = createElement(newVnode.children[i])
                    // 追加到oldvnode.elm中
                    oldVnode.elm.appendChild(dom)
                }
            }
        }
    } else {
        // 暴力删除旧节点,插入新的节点
        // 传入参数为创建的虚拟DOM节点  返回以一个真实DOM
        let newVnodeElm = createElement(newVnode)
        console.log(newVnodeElm);
        // oldVnode.elm.parentNode 为body 在body中 在旧节点的前面添加新的节点
        if (oldVnode.elm.parentNode && oldVnode.elm) {
            oldVnode.elm.parentNode.insertBefore(newVnodeElm, oldVnode.elm)
        }
        // 删除老节点
        oldVnode.elm.parentNode.removeChild(oldVnode.elm)
    }
}
// 创建虚拟DOM
function emptyNodeAt(elm) {
    return vnode(elm.tagName.toLowerCase(), {}, [], undefined, elm)
}
....
//创建虚拟节点
const myVnode1 = h('ul', {}, 'oldVnode有text')

patch(container, myVnode1)
const myVnode2 = h('ul', {}, [
    h('li', {}, 'A'),
    h('li', {}, 'B'),
    h('li', {}, 'C'),
    h('li', {}, 'D')
])
btn.addEventListener('click', () => {
    patch(myVnode1, myVnode2)
})

oldVnode 有 tex属性 和 newVnode 有 children属性 的效果如下:

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

...
//创建虚拟节点
const myVnode1 = h('ul', {}, [
    h('li', {}, 'A'),
    h('li', {}, 'B'),
    h('li', {}, 'C'),
    h('li', {}, 'D')
])

patch(container, myVnode1)
const myVnode2 = h('ul', {}, 'newVnode 有text')
btn.addEventListener('click', () => {
    patch(myVnode1, myVnode2)
})

oldVode 有children属性 和 newVnode 有 text属性 的效果如下:

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

完美!现在我们就只差最后diff算了。

patchVnode 函数

在patch函数中,我们需要将同同一节点的比较分成一个单独的模块patchVnode函数,方便我们在diff算法中进行递归运算。

patchVnode函数的主要作用就是:

  • 判断newVnodeoldVnode是否指向同一个对象,如果是,那么直接return

  • 如果他们都有text并且不相等 或者 oldVnode有子节点而newVnode没有,那么将oldVnode.elm的文本节点设置为newVnode的文本节点。

  • 如果oldVnode没有子节点而newVnode有,则将newVnode的子节点真实化之后添加到oldVnode.elm后面,然后删除 oldVnode.elmtext

  • 如果两者都有子节点,则执行updateChildren函数比较子节点,这一步很重要

// patchVnode.js
export default function patchVnode(oldVnode, newVnode) {
    // 是否是同一个对象
    if (oldVnode === newVnode) return
    // newVnode是否有text
    if (newVnode.text && (newVnode.children == undefined || newVnode.children.length == 0)) {
        // 判断newVnode和oldVnode的text是否相同
        if (!(newVnode.text === oldVnode.text)) {
            // 直接将text赋值给oldVnode.elm.innerText 这里会自动销毁oldVnode的cjildred的DOM结构
            oldVnode.elm.innerText = newVnode.text
        }
        //说明 newVnode有 children
    } else {
        // oldVnode是否有children属性
        if (oldVnode.children != undefined && oldVnode.children.length > 0) {
            // oldVnode有children属性
        } else {
            // oldVnode没有children属性
            // 手动删除 oldVnode的text
            oldVnode.elm.innerText = ''
            // 遍历
            for (let i = 0; i < newVnode.children.length; i++) {
                let dom = createElement(newVnode.children[i])
                // 追加到oldvnode.elm中
                oldVnode.elm.appendChild(dom)
            }
        }
    }
}

diff算法

精细化比较:diff算法 四种优化策略这里使用双指针的形式进行diff算法的比较,分别是旧前、旧后、新前、新后指针,(前指针往下移动,后指针往上移动

四种优化策略:(命中:key 和 sel 都要相同)

  • ①、新前与旧前

  • ②、新后与旧后

  • ③、新后与旧前

  • ④、新前与旧后

注意: 当只有第一种不命中的时候才会采取第二种,依次类推,如果四种都不命中,则需要通过循环来查找。 命中指针才会移动,否则不移动。

①、新前与旧前

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析 如果就旧节点先循环完毕,说明需要新节点中有需要插入的节点

②、新后与旧后

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

如果新节点先循环完毕,旧节点还有剩余节点,说明旧节点中有需要删除的节点。

多删除情况:Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析当只有情况①命中,剩下三种都没有命中,则需要进行循环遍历,找到旧节点中对应的节点,然后在旧的虚拟节点中将这个节点设置为undefined。删除的节点为旧前与旧后之间(包含旧前、旧后)。

③、新后与旧前

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析③新后与旧前命中的时候,此时要移动节点,移动 新后指向的节点到旧节点的 旧后的后面,并且找到旧节点中对应的节点,然后在旧的虚拟节点中将这个节点设置为undefined

④、新前与旧后

Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析

④新前与旧后命中的时候,此时要移动节点,移动新前指向的这个节点到旧节点的 旧前的前面,并且找到旧节点中对应的节点,然后在旧的虚拟节点中将这个节点设置为undefined

好了,上面通过动态讲解的四种命中方式之后,动态gif图片有水印,看着可能不是很舒服,但当然能够理解是最重要的,那么我们开始手写 diff算法 的代码。

updateChildren 函数

updateChildren()方法 主要作用就是进行精细化比较,然后更新子节点。这里代码比较多,需要耐心的阅读。

import createElement from "./createElement";
import patchVnode from "./patchVnode";
import sameVnode from "./sameVnode";
export default function updateChildren(parentElm, oldCh, newCh) {
    //parentElm 父节点位置 用来移动节点 oldCh旧节点children newCh新节点children
    // console.log(parentElm, oldCh, newCh);
    // 旧前
    let oldStartIndex = 0
    // 旧后
    let oldEndIndex = oldCh.length - 1
    // 新前
    let newStartIndex = 0
    // 旧后
    let newEndIndex = newCh.length - 1
    // 旧前节点
    let oldStartVnode = oldCh[0]
    // 旧后节点
    let oldEndVnode = oldCh[oldEndIndex]
    // 新前节点
    let newStartVnode = newCh[0]
    // 新后节点
    let newEndVnode = newCh[newEndIndex]
    // 存储mapkey
    let keyMap
    // 循环 条件 旧前 <= 旧后 && 新前 <= 新后
    while (oldStartIndex <= oldEndIndex && newStartIndex <= newEndIndex) {
        // 首先需要判断是否已经处理过了 
        if (oldCh[oldStartIndex] == undefined) {
            oldStartVnode = oldCh[++oldStartIndex]
        } else if (oldCh[oldStartIndex] == undefined) {
            oldEndVnode = oldCh[--oldEndIndex]
        } else if (newCh[newStartIndex] == undefined) {
            newStartVnode = newCh[++newStartIndex]
        } else if (newCh[newEndIndex] == undefined) {
            newEndVnode = newCh[--newEndIndex]
        } else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {
            // ①、新前与旧前命中
            console.log('①、新前与旧前命中');
            //调用 patchVnode 对比两个节点的 对象 文本 children
            patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode)
            // 指针下移改变节点
            oldStartVnode = oldCh[++oldStartIndex]
            newStartVnode = newCh[++newStartIndex]

        } else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {
            // ②、新后与旧后命中
            console.log('②、新后与旧后命中');
            //调用 patchVnode 对比两个节点的 对象 文本 children
            patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode)
            // 指针下移并改变节点
            oldEndVnode = oldCh[--oldEndIndex]
            newEndVnode = newCh[--newEndIndex]
        } else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) {
            // ③、新后与旧前命中
            patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode)
            console.log(newEndVnode);
            // 移动节点 当③新后与旧前命中的时候,此时要移动节点,
            // 移动 新后(旧前两者指向的是同一节点) 指向的节点到旧节点的 旧后的后面,并且找到旧节点中对应的节点,然后在旧的虚拟节点中将这个节点设置为undefined。
            parentElm.insertBefore(oldStartVnode.elm, oldEndVnode.elm.nextSibling)
            // 在上面动画中 命中③是在旧节点的后面插入的 所以使用nextSibling
            // 指针下移并改变节点
            oldStartVnode = oldCh[++oldStartIndex]
            newEndVnode = newCh[--newEndIndex]
        } else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) {
            // ④、新前与旧后命中
            patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode)
            // 移动节点
            // 当`④新前与旧后`命中的时候,此时要移动节点,移动`新前(旧后指向同一个节点)`指向的这个节点到旧节点的 `旧前的前面`,
            //并且找到`旧节点中对应的节点`,然后在`旧的虚拟节点中将这个节点设置为undefined`
            parentElm.insertBefore(oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm)
            //指针下移并改变节点
            oldEndVnode = oldCh[--oldEndIndex]
            newStartVnode = newCh[++newStartIndex]
        } else {
            // 四种都没有命中
            console.log(11);
            //kepMap作为缓存不用每次遍历对象
            if (!keyMap) {
                keyMap = {}
                // 遍历旧的节点
                for (let i = oldStartIndex; i <= oldEndIndex; i++) {
                    // 获取旧节点的key
                    const key = oldCh[i].data.key
                    if (key != undefined) {
                        //key不为空 并且将key存放到keyMap对象中
                        keyMap[key] = i
                    }
                }
            }
            // 取出newCh中的的key 并找出在keyMap中的位置 并映射到oldCh中
            const oldIndex = keyMap[newStartVnode.key]
            if (oldIndex == undefined) {
                // 新增
                console.log(111);
                parentElm.insertBefore(createElement(newStartVnode),oldStartVnode.elm)
            } else {
                // 移动位置
                // 取出需要移动的项
                const elmToMove = oldCh[oldIndex]
                // 判断是选择器是否一样
                patchVnode(elmToMove, newStartVnode)
                // 标记已经处理过了
                oldCh[oldIndex] = undefined
                // 移动节点 移动到旧前前面 因为旧前与旧后之间要被删除
                parentElm.insertBefore(elmToMove.elm, oldStartVnode.elm)
            }
            // 只移动新的节点
            newStartVnode = newCh[++newStartIndex]
        }
    }
    //循环结束 还有剩余节点没处理
    if (newStartIndex <= newEndIndex) {
        //说明 新节点还有未处理的节点,意味着需要添加节点
        console.log('新增节点');
        // 创建标杆 
        console.log(newCh[newEndIndex + 1]);
        // 节点插入的标杆位置 官方源码的写法 但是我们写代码新的虚拟节点中,elm设置了undefined 所以这里永远都是会在后面插入 小bug
        // let before = newCh[newEndIndex + 1] == null ? null : newCh[newEndIndex + 1].elm
        // 若不想出现bug 可以在插入节点中直接oldCh[oldStartIndex].elm 但是也会出现不一样的bug 所以重在学习思路
        for (let i = newStartIndex; i <= newEndIndex; i++) {
            // 插入节点 因为旧节点遍历完之后 新节点还有剩余节点 这里需要使用crateElement函数新建一个真实DOM节点
            // insertBefore会自动识别null
            parentElm.insertBefore(createElement(newCh[i]), oldCh[oldStartIndex].elm)
        }
    } else if (oldStartIndex <= oldEndIndex) {
        //说明旧节点还有剩余节点还没有处理 意味着需要删除节点
        console.log('删除节点');
        for (let i = oldStartIndex; i <= oldEndIndex; i++) {
            if(oldCh[i]) parentElm.removeChild(oldCh[i].elm)
        }
    }
}

关于“Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析”这篇文章的内容就介绍到这里,感谢各位的阅读!相信大家对“Vue中的虚拟DOM和Diff算法实例分析”知识都有一定的了解,大家如果还想学习更多知识,欢迎关注亿速云行业资讯频道。

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