手写现代前端框架diff算法-前端面试进阶

前言

在前端工程上，日益复杂的今天，性能优化已经成为必不可少的环境。前端需要从每一个细节的问题去优化。那么如何更优，当然与他的如何怎么实现的有关。比如key为什么不能使用index呢？为什么不使用随机数呢？答案当然是影响性能，那为什么？相信你看完本文的diff算法就能略懂一些。

diff算法的概念

diff算法, 是 Virtual DOM 产生的一个概念，作用是用来计算出 Virtual DOM 中被改变的部分，然后根据算法算出dom的结果进行原生DOM操作，而不用重新渲染整个页面，从而提高了页面渲染效率，已经成为当今框架（vue,react）必不可少的部分。

手写diff算法的过程

背景：dom对性能的消耗特别高，因此前辈们提出用js对象模拟dom的操作，计算出最后需要更新的部分。而dom本身的算法的时间复杂度是O(n ^ 3)。这时react团队，提出了diff算法！（本案例提供核心代码，以及完整案例）简单理解版本的思路的核心，可分为三个步骤：

1.模拟"dom树"，将dom转换为js数组。

定义js构造函数，可同步dom对象。通常对象可由下边组成：

  tag('string'):标签的名称
  props('object'):属性与属性的值{ class: 'a', type: 'hidden'}
  children('array'):子属性
  key('string'):表示元素的唯一标识 'nowKeys'

2.获取两个dom数之间的差异（diff算法）

对比两个dom对应的实体，获取他们的不同点，根据顺序数组。当前demo处理了以下方法：

  Change: 'Change',//表示元素有变化
  Move: 'Move',//表示移动了位置
  Add: 'Add',//表示元素是新增的
  Del: 'Del',//表示元素给删除了
  DiffPropsList: 'DiffPropsList',//表示元素对应的属性列表有变动
  DelProps: 'DelProps',//表示该属性给删除
  ChangeProps: 'ChangeProps',//表示该属性有变化
  AddProps: 'AddProps',//表示该属性是新增的

参考面试题解答参见前端手写面试题详细解答

3.将“差异”进行“渲染”

根据步骤2），将差异进行对应的处理

实例方法如下：

var a1 =new WzElement('div', { class: 'a1Class' }, ['a1'], "a1")；
var a2 =new WzElement('div', { class: 'a2Class' }, ['a2'], "a2")
let root = a1.render();//js模拟dom生成
步骤2）
let pathchs = diff(a1, a2); //获取当前的两个dom的差异
步骤3）
reloadDom(root, pathchs);//根据差异重新渲染

核心的代码（步骤1）：

  _createDom( tag, props, children, key ){
      let dom = document.createElement( tag );
      for( let propKey in props ){
          dom.setAttribute( propKey, props[propKey] );
      }
      if( !key ){
          dom.setAttribute( "key", key );
      }
      children.forEach( item => {
          if( item instanceof WzElement ){//
              var root = this._createDom(
                  item.tag,
                  item.props,
                  item.children,
                  item.key
              )
              dom.appendChild( root ); 
          }else{
              var childNode = document.createTextNode( item );
              dom.appendChild( childNode ); 
          }
      });
      return dom;
  }

核心的代码（步骤2）：

//判断当前对象
function dfs(oldElement, newElement, index, patches) {
    //如果新的对象为空，无需要对比
    //如果新的对象，key跟tag都不同，说明元素变了，直接替换。
    //如果新的对象，key跟tag都相同，则遍历子集，观察子集是否不同,观察元素属性是否不同
    var curPatches = [];
    if (!newElement) {
    } else if (oldElement.key != newElement.key || oldElement.tag != newElement.tag) {
        curPatches.push({
            type: stateType.Change,
            node: newElement
        });
    } else {
        var propsDiff = diffProps(oldElement.props, newElement.props);
        if (propsDiff.length > 0) {
            curPatches.push({
                type: stateType.DiffPropsList,
                node: newElement
            });
        }
        diffChildren(oldElement.children,  newElement.children,index, patches);//对比子集是否不同
    }
    if (curPatches.length > 0) {
        if (!patches[index]) {
            patches[index] = []
        }
        patches[index] = patches[index].concat(curPatches);
    }
    return patches;
}


//对比子集是否不同
function diffChildren(oldChild, newChild, index, patches) {
    let { changeList, resultList } = listDiff(oldChild, newChild, index, patches);
    if (changeList.length > 0) {
        if (!patches[index]) {
            patches[index] = []
        }
        patches[index] = patches[index].concat(changeList);
    }
    let last = null;
    oldChild && oldChild.forEach((item, i) => {
        let child = item && item.children;
        if (child) {
            if ( last && last.children != null) {//有子节点
                index = index + last.children.length + 1;
            } else {
                index += 1;
            }
            let keyIndex = resultList.indexOf( item.key ) ;
            let node = newChild[keyIndex]
            //只遍历新旧中都存在的节点，其他新增或者删除的没必要遍历
            if ( node ) {
                dfs(item, node, index, patches)
            }
        } else {
            index += 1;
        }
        last = item
    });
}

核心的代码（步骤3）：

var num = 0;
//根据virtDom的结果渲染页面
function reloadDom( node, patchs ){
    var changes = patchs[ num ];
    let childNodes = node && node.childNodes;
    if (!childNodes) num += 1
    if( changes != null  ){
        changeDom( node, changes );
    }
    //保持更diff算法的num一直
    var last = null
    childNodes && childNodes.forEach(( item, i ) => {
        if( childNodes ){
            if ( last && last.children != null) {//有子节点
                num = num + last.children.length + 1;
            } else {
                num += 1;
            }
        }
        reloadDom( item, patchs );
        last = item;
    })
}

//执行每个dom的变化
function changeDom( node, changes ){
    changes && changes.forEach( change => {
        let {type} = change;
        switch( type ){
            case stateType.Change:
                node.parentNode && node.parentNode.replaceChild( change.node.create() , node );
                break;
            case stateType.Move:
                let fromNode = node.childNodes[change.from];
                let toNode =  node.childNodes[change.to];
                let formClone = fromNode.cloneNode(true);
                let toClone = toNode.cloneNode(true);
                node.replaceChild( fromNode, toClone ) ;
                node.replaceChild( toNode, formClone ) ;
                break;
            case stateType.Add:
                node.insertBefore( change.node.create(),  node.childNodes[ change.index ]  )
                break;
            case stateType.Del:
                node.childNodes[change.index ].remove();
                break;
            case stateType.DiffPropsList:
                let {props} = change.node;
                for( let key in props ){
                    if( key == stateType.DelProps ){
                        node.removeAttribute( );
                    } else {
                        node.setAttribute( key, props[key] );
                    }
                }
                break;
            default:
                break;
        }
    });
}

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