【前端每日基础】day38——v-for 的 diff 算法的原理

Vue.js 的 v-for 指令用于渲染列表，内部通过一个高效的 diff 算法来确保 DOM 更新的性能。下面详细介绍 v-for 的 diff 算法原理。

1. Diff 算法概述
   Diff 算法的目标是在新旧虚拟 DOM 树之间找到最小的变更，并将这些变更应用到实际的 DOM 上。这个过程包括以下步骤：

同层比较：只比较同一层次的节点，不跨层次比较。
节点比较：通过比较节点的 key 值来判断节点是否相同。
最小变更：通过对比新旧节点的不同，生成最小的 DOM 操作集。
2. Key 的重要性
在使用 v-for 渲染列表时，为每个列表项提供一个唯一的 key 是非常重要的。key 可以帮助 Vue 更准确地识别节点，使 diff 算法能够更加高效地处理节点的增删改查。

<li v-for="item in items" :key="item.id">{{ item.text }}</li>
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3. Diff 算法的具体步骤
   下面是 Vue 的 diff 算法在 v-for 中处理节点更新的一般过程：

4. 预处理
   首先，Vue 会将新旧节点列表分别保存在两个数组中，并为每个节点创建一个映射，以 key 为索引，便于快速查找。

const oldChildren = oldVnode.children;
const newChildren = newVnode.children;
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2. 四个指针
   Vue 使用四个指针来进行新旧节点的比较：

oldStartIdx 和 oldEndIdx：指向旧节点列表的开始和结束位置。
newStartIdx 和 newEndIdx：指向新节点列表的开始和结束位置。
3. 双端比较
通过以下步骤进行双端比较：

比较新旧节点列表的开始节点：如果相同，则更新节点并移动 oldStartIdx 和 newStartIdx。
比较新旧节点列表的结束节点：如果相同，则更新节点并移动 oldEndIdx 和 newEndIdx。
比较旧的开始节点和新的结束节点：如果相同，说明新节点移动到了列表的末尾，需要进行 DOM 操作将旧节点移动到末尾，并移动指针。
比较旧的结束节点和新的开始节点：如果相同，说明新节点移动到了列表的开头，需要进行 DOM 操作将旧节点移动到开头，并移动指针。
4. 找出中间节点
如果上述比较都不相同，则通过 key 值在旧节点列表中查找新节点。如果找到了对应的旧节点，则更新节点并进行相应的 DOM 操作。否则，将新节点插入到旧节点列表中。

5. 处理剩余节点
   如果旧节点列表遍历完毕，而新节点列表还有剩余节点，则将剩余的新节点插入到 DOM 中。
   如果新节点列表遍历完毕，而旧节点列表还有剩余节点，则将剩余的旧节点从 DOM 中移除。
6. 示例代码
   以下是 Vue 3 的 diff 算法的简化示例代码：

function updateChildren(oldChildren, newChildren, parentElm) {
  let oldStartIdx = 0;
  let newStartIdx = 0;
  let oldEndIdx = oldChildren.length - 1;
  let newEndIdx = newChildren.length - 1;

  let oldStartVnode = oldChildren[oldStartIdx];
  let oldEndVnode = oldChildren[oldEndIdx];
  let newStartVnode = newChildren[newStartIdx];
  let newEndVnode = newChildren[newEndIdx];

  while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
    if (!oldStartVnode) {
      oldStartVnode = oldChildren[++oldStartIdx];
    } else if (!oldEndVnode) {
      oldEndVnode = oldChildren[--oldEndIdx];
    } else if (isSameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {
      patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode);
      oldStartVnode = oldChildren[++oldStartIdx];
      newStartVnode = newChildren[++newStartIdx];
    } else if (isSameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {
      patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode);
      oldEndVnode = oldChildren[--oldEndIdx];
      newEndVnode = newChildren[--newEndIdx];
    } else if (isSameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) {
      patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode);
      parentElm.insertBefore(oldStartVnode.elm, oldEndVnode.elm.nextSibling);
      oldStartVnode = oldChildren[++oldStartIdx];
      newEndVnode = newChildren[--newEndIdx];
    } else if (isSameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) {
      patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode);
      parentElm.insertBefore(oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm);
      oldEndVnode = oldChildren[--oldEndIdx];
      newStartVnode = newChildren[++newStartIdx];
    } else {
      const elmToMove = oldChildren[idxInOld];
      if (elmToMove) {
        patchVnode(elmToMove, newStartVnode);
        oldChildren[idxInOld] = undefined;
        parentElm.insertBefore(elmToMove.elm, oldStartVnode.elm);
      } else {
        parentElm.insertBefore(createElm(newStartVnode), oldStartVnode.elm);
      }
      newStartVnode = newChildren[++newStartIdx];
    }
  }

  if (newStartIdx <= newEndIdx) {
    const before = newChildren[newEndIdx + 1] ? newChildren[newEndIdx + 1].elm : null;
    for (let i = newStartIdx; i <= newEndIdx; i++) {
      parentElm.insertBefore(createElm(newChildren[i]), before);
    }
  }

  if (oldStartIdx <= oldEndIdx) {
    for (let i = oldStartIdx; i <= oldEndIdx; i++) {
      if (oldChildren[i]) {
        parentElm.removeChild(oldChildren[i].elm);
      }
    }
  }
}

function isSameVnode(a, b) {
  return a.key === b.key && a.sel=== b.sel;
}

function patchVnode(oldVnode, newVnode) {
  // 更新 vnode
}

function createElm(vnode) {
  // 创建新元素
}
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5. 结论
   Vue 的 v-for 指令通过高效的 diff 算法来确保列表渲染的性能。关键在于：

使用 key 来唯一标识节点，便于高效的节点查找和更新。
通过四个指针和双端比较策略，最小化 DOM 操作。
处理节点的插入和删除，确保 DOM 与虚拟 DOM 同步。

Vue 的 v-for 指令通过虚拟 DOM 实现高效的 DOM 更新。其 diff 算法的原理是：

同级比较：仅比较相同层级的节点，避免跨层级比较。
键值（key）优化：通过为每个节点设置唯一的 key，Vue 可以更高效地跟踪每个节点的变化，直接复用、移动、删除或添加节点，而不是逐个节点比较。
最小化操作：尽量减少 DOM 操作次数，尽量做到复用现有 DOM 元素。