React List Diff
一.Tree Diff
树的diff是个相对复杂的问题，先考虑一个简单场景：
A A'
/ \ ? / | \
B C -> G B C
/ \ | | |
D E F D Ediff(treeA, treeA')结果应该是：
1.insert G before B
2.move E to F
3.remove F对treeA做以上3步，就能得到treeA'，树的规模较小时，一眼就能看出来，回想下是怎么做到的：
1.自顶向下观察，完全不一样就不用找了
2.对比当前层节点，找出 增（新的有旧的没有）、删（旧的有新的没有）
3.向下看子树结构是否相似，判断是不是 移（把原有节点移动位置）如果要计算机来做的话，增和删好找，移的判定就比较复杂了，首先要把树的相似程度量化（比如加权编辑距离），并确定相似度为多少时，移比删+增划算（操作步骤更少）
P.S.对Tree Diff算法感兴趣的话，可以参考Matching, diffing and merging XML，文章比较老（08年），但挺有意思
二.React假设
React内部维护的虚拟DOM树也面临如何diff的问题，DOM树频繁更新（频繁交互的话），过于复杂的tree diff方案会带来性能困扰，考虑DOM操作场景的特点：
- 局部小改动多，大片的改动少（性能考虑，用显示隐藏来规避）
- 跨层级的移动少，同层节点移动多（比如表格排序）
如果大片改动多的话，diff基本上是没有意义的，纯粹的性能损耗。如果跨层级移动多的话，精确的move判定就很必要，对算法要求就很高。DOM操作场景恰好不需要太高要求，据此提出了几点假设：
1.Two elements of different types will produce different trees. 2.The developer can hint at which child elements may be stable across different renders with a key prop.
也就是说：
- 假设不同类型的元素对应不同子树（不考虑“向下看子树结构是否相似”，
移的判断就没难度了） - 前后结构都会带有唯一的
key，作为diff依据，假定同key表示同元素（降低比较成本）
另外，保险起见，React还提供了shouldComponentUpdate钩子，允许人工干预diff过程，避免误判
三.虚拟DOM树 Diff与List Diff
要直接比较树形结构的话，无从下手（肉眼很容易比较形状结构差异，但计算机不擅长这个），例如：
Page
Header
div
img
p
List
Item1
img
p
button
Item2...diff(Page, newPage)似乎很难直接得到结果，那么想办法缩小问题规模，立竿见影的好办法就是递归：
1.每个节点检查自己是否需要更新
2.需要的话diff直接孩子，找出 增 删 移 改
3.对需要 改 的递归向下检查，直到叶子这样，树的diff被拆解成了list diff，实际需要实现的只是list diff部分，问题变得很明朗了
四.List Diff
考虑两个一维整数数组：
var oldList = [1, 2, 3, 7, 4];
var newList = [1, 4, 5, 3, 7, 6];怎样通过diff找出增/删/移？
1.遍历旧的，找出 删
2.遍历新的，找出 增 移简单方案
先不考虑性能和复杂度，尝试实现一个最简单粗暴的list diff：
var diff = function(oldList, newList) {
var changes = [];
// 镜像，模拟位置
var _oldList = oldList.slice();
// 遍历旧的，找出 删
oldList.forEach(function(item, i) {
if (newList.indexOf(item) === -1) {
changes.push({
type: 'remove',
index: i
});
_oldList.splice(i, 1);
}
}); // 遍历新的，找出 增/移
newList.forEach(function(item, i) {
var index = _oldList.indexOf(item);
if (index === -1) {
// 增
changes.push({
type: 'insert',
index: i,
item: item
});
_oldList.splice(i, 0, item);
}
else {
// 移
if (index !== i) {
var step = {
type: 'move',
from: index,
to: i
};
changes.push(step);
move(_oldList, step.from, step.to);
}
}
}); return changes;
};
var move = function(list, from, to) {
var item = list.splice(from, 1);
if (from > to)
list.splice(to, 0, item[0]);
else
list.splice(to - 1, 0, item[0]);
};模拟patch：
var showSteps = function(changes) {
changes.forEach(function(change) {
switch (change.type) {
case 'insert':
console.log('insert ' + change.item + ' before ' + oldList[change.index]);
oldList.splice(change.index, 0, change.item);
break;
case 'remove':
console.log('remove ' + oldList[change.index]);
oldList.splice(change.index, 1);
break;
case 'check':
console.log('check ' + oldList[change.index] + ' for update');
break;
case 'move':
console.log('move ' + oldList[change.from] + ' to ' + oldList[change.to]);
move(oldList, change.from, change.to);
break;
default:
cosole.error('not here');
break;
}
console.log(oldList);
});
};执行得到操作步骤：
source 1 2 3 7 4
target 1 4 5 3 7 6remove 2
1 3 7 4
move 4 to 3
1 4 3 7
insert 5 before 3
1 4 5 3 7
insert 6 before undefined
1 4 5 3 7 6偷懒操作_oldList镜像来模拟位置，避免计算增/删/移对index的影响，有额外的空间开销，想办法去掉这部分
优化空间消耗
去掉模拟位置的东西，直接计算changes：
// 1.直接交换遍历新旧的部分，先遍历新的，其它不变
var diff = function(oldList, newList) {
var changes = []; // 遍历新的，找出 增/移...
// 遍历旧的，找出 删... return changes;
};// 2.做patch时需要查原位置
var showSteps = function(changes) {
// 留一份，针对 移 和 删 用来查以前的位置
var _oldList = oldList.slice();
// 针对移 和 删，模拟DOM操作需要知道patching中，旧元素的当前index
// 实际做DOM patch的时候不需要，因为找到元素后DOM API不需要index就能 移 删
var patchingIndex = -1;
changes.forEach(function(change) {
switch (change.type) {
//...
case 'remove':
console.log('remove ' + _oldList[change.index]);
patchingIndex = oldList.indexOf(_oldList[change.index]);
oldList.splice(patchingIndex, 1);
break;
case 'move':
console.log('move ' + _oldList[change.from] + ' to ' + oldList[change.to]);
patchingIndex = oldList.indexOf(_oldList[change.from]);
move(oldList, patchingIndex, change.to);
break;
//...
}
});
};执行得到操作步骤：
source 1 2 3 7 4
target 1 4 5 3 7 6move 4 to 2
1 4 2 3 7
insert 5 before 2
1 4 5 2 3 7
move 3 to 2
1 4 5 3 2 7
move 7 to 2
1 4 5 3 7 2
insert 6 before 2
1 4 5 3 7 6 2
remove 2
1 4 5 3 7 6操作步骤多了2步，因为先做了移，后做的删（后做删的话，做增移时不用考虑删引起的index变动），其中相对要被删除的2做的两步move没有意义，要想办法规避掉，这里不再展开，直接看React的原版实现
五.React List Diff
与我们的思路类似，也是先遍历新的，再遍历旧的：
var diff = function(oldList, newList) {
var changes = [];
// 访问过的之前children表最大的index
var lastIndex = 0;
// 上一个放好的节点，用来做 增/移
var lastPlacedNode = null; // 遍历新的，找出 增/移
newList.forEach(function(item, i) {
var index = oldList.indexOf(item);
if (index === -1) {
// 增
changes.push({
type: 'insert',
item: item,
afterNode: lastPlacedNode
});
}
else {
// lastIndex滤掉相对位置没变的 移
if (index !== i && index < lastIndex) {
// 移
var step = {
type: 'move',
item: item,
afterNode: lastPlacedNode
};
changes.push(step);
}
lastIndex = Math.max(index, lastIndex);
}
lastPlacedNode = item;
}); // 遍历旧的，找出 删
oldList.forEach(function(item, i) {
if (newList.indexOf(item) === -1) {
changes.push({
type: 'remove',
index: i
});
}
}); return changes;
};其中很机智的一个优化是lastIndex，记录摸过的源list最右元素的index，直到原相对位置无法满足需要了（不移不行了），才做移，这样来最大限度地利用原相对位置，避免不必要的移动
模拟patch：
var showSteps = function(changes) {
// 留一份，针对 移 用来查以前的位置
var _oldList = oldList.slice();
// 针对 增 移 和 删，模拟DOM操作需要知道patching中，旧元素的当前index
// 实际做DOM patch的时候不需要，因为找到元素后DOM API不需要index就能 增 移 删
var patchingIndex = -1;
changes.forEach(function(change) {
switch (change.type) {
case 'insert':
console.log('insert ' + change.item + ' after ' + change.afterNode);
patchingIndex = oldList.indexOf(change.afterNode);
insertAfter(oldList, change.item, patchingIndex);
break;
case 'remove':
console.log('remove ' + _oldList[change.index]);
patchingIndex = oldList.indexOf(_oldList[change.index]);
oldList.splice(patchingIndex, 1);
break;
case 'move':
console.log('move ' + change.item + ' to pos after ' + change.afterNode);
patchingIndex = oldList.indexOf(change.afterNode);
move(oldList, oldList.indexOf(change.item), patchingIndex);
break;
default:
cosole.error('not here');
break;
}
console.log(oldList);
});
};
var move = function(list, from, to) {
var item = list.splice(from, 1);
if (from > to)
list.splice(to + 1, 0, item[0]);
else
list.splice(to, 0, item[0]);
};
var insertAfter = function(list, item, index) {
list.splice(index + 1, 0, item);
};执行得到操作步骤：
source 1 2 3 7 4
target 1 4 5 3 7 6insert 5 after 4
1 2 3 7 4 5
move 3 to pos after 5
1 2 7 4 5 3
move 7 to pos after 3
1 2 4 5 3 7
insert 6 after 7
1 2 4 5 3 7 6
remove 2
1 4 5 3 7 6遇到1和4都不动，因为原相对顺序正确，遇到3时，不移不行了（无法继续保持原相对位置了），才移
就本例来看，React的实现并不是最高效的，我们最初写的简单版本（先删再增移）只需要4步就能完成
六.在线Demo
示例场景下的React实现及文中各例diff方法：http://www.ayqy.net/temp/react/demo/list-diff.html
打开浏览器Console，点“更新List”，看diff结果
P.S.React版本为15.5.4
参考资料
腾讯云开发者
