React入门学习（四）-- diffing 算法
📢 大家好，我是小丞同学，一名大二的前端爱好者 📢 这篇文章将尽力说明白 diff 算法 📢 愿你忠于自己，热爱生活
前言
diff 算法是 React 提升渲染性能的一种优化算法，在 React 中有着很重要的地位，也不止于 React ，在 Vue 中也有 diff 算法，似乎没有差别。在最近的 React 学习中，学到了 diff 算法，感觉视频中的内容有点浅，对 diff 算法不够深入，因此想要深入的了解以下 diff 算法。于是在掘金，知乎，CSDN 等平台上，看了大量的博客，都非常地不错，可惜看不明白，wwww。所以这篇文章只是自己对于 diff 算法的一点理解，有什么问题或者错误的地方，大家一定要指出！
什么是虚拟 DOM ？
在谈 diff 算法之前，我们需要先了解虚拟 DOM 。它是一种编程概念，在这个概念里，以一种虚拟的表现形式被保存在内存中。在 React 中，render 执行的结果得到的并不是真正的 DOM 节点，而是 JavaScript 对象
虚拟 DOM 只保留了真实 DOM 节点的一些基本属性，和节点之间的层次关系，它相当于建立在 JavaScript 和 DOM 之间的一层“缓存”
<div class="hello">
<span>hello world!</span>
</div>上面的这段代码会转化可以转化为虚拟 DOM 结构
{
tag: "div",
props: {
class: "hello"
},
children: [{
tag: "span",
props: {},
children: ["hello world!"]
}]
}其中对于一个节点必备的三个属性 tag，props，children
- tag 指定元素的标签类型，如“
li，div” - props 指定元素身上的属性，如
class，style，自定义属性 - children 指定元素是否有子节点，参数以数组形式传入
而我们在 render 中编写的 JSX 代码就是一种虚拟 DOM 结构。
什么是 diff 算法？
其实刚开始学习 React 的时候，很多人可能都听说过 React 很高效，性能很好这类的话语，这其实就是得益于 diff 算法和 Virturl DOM 的完美结合。
单纯的我刚开始会认为
React 也只不过是引入了别人的 diff 算法而已，能有多厉害，又不是原创 ？
但当我查阅了众多资料后，发现被提及最多的是一个 “传统 diff 算法”
其实 React 针对 diff 算法做出的优化，才是我们应当学习的
React 将原先时间复杂度为 O( n 3 n^3 n3) 的传统算法，优化到了 O(n)
大致执行过程图
那 React 是如何实现的呢？
三个策略
为了将复杂度降到 O(n)，React 基于这三个策略进行了算法优化
- Web UI 中 DOM 节点跨层级的移动操作特别少，可以忽略不计。
- 拥有相同类的两个组件将会生成相似的树形结构，拥有不同类的两个组件将会生成不同的树形结构。
- 对于同一层级的一组子节点，它们可以通过唯一 id 进行区分。
针对这三个策略，React 分别对 tree diff、component diff 以及 element diff 进行算法优化
tree diff 分层求异
首先会将新旧两个 DOM 树，进行比较，这个比较指的是分层比较。又由于 DOM 节点跨层级的移动操作很少，忽略不计。React 通过 updataDepth 对 虚拟 DOM 树进行层级控制，只会对同层节点进行比较，也就是图中只会对相同颜色方框内的 DOM 节点进行比较。例如：
当对比发现节点消失时，则该节点及其子节点都会被完全删除，不会进行更深层次的比较，这样只需要对树进行一次遍历，便能完成整颗 DOM 树的比较
这里还有一个值得关注的地方：DOM 节点跨层级移动
为什么会提出这样的问题呢，在上面的删除原则中，我们发现当节点不存在了就会删除，那我只是给它换位了，它也会删除整个节点及其子节点吗？
如图，我们需要实现这样的移动，你可能会以为它会直接这样移动
但是实际情况，并不是这样的。由于 React 只会简单的进行同层级节点位置变化，对于不同层级的节点，只有创建和删除操作，当发现 B 节点消失时，就会销毁 B，当发现 C 节点上多了 B 节点，就会创建 B 以及它的子节点。
因此这样会非常的复杂，所以 React 官方并不建议我们进行 DOM 节点跨级操作
component diff
在组件层面上，也进行了优化
- 如果是同一类型的组件，则按照原策略继续比较 虚拟 DOM tree
- 如果不是，则将这个组件记为
dirty component，从而替换整个组件下的所有子节点
同时对于同一类型的组件，有可能其 Virtual DOM 没有任何变化，如果能够确切的知道这点就可以节省大量的 diff 运算的时间，因此 React 允许用户通过 shouldComponentUpdate() 判断该组件是否需要进行 diff 算法分析
总的来说，如果两个组件结构相似，但被认定为了不同类型的组件，则不会比较二者的结构，而是直接删除
element diff
element diff 是专门针对同一层级的所有节点的策略。当节点在同一层级时，diff 提供了 3个节点操作方法：插入，移动，删除
当我们要完成如图所示操作转化时，会有很大的困难，因为在新老节点比较的过程中，发现每个节点都要删除再重新创建，但是这只是重新排序了而已，对性能极大的不友好。因此 React 中提出了优化策略：
允许添加唯一值 key 来区分节点
引入 key 的优化策略，让性能上有了翻天覆地的变化
那 key 有什么作用呢？
当同一层级的节点添加了 key 属性后，当位置发生变化时。react diff 进行新旧节点比较，如果发现有相同的 key 就会进行移动操作，而不会删除再创建
那 key 具体是如何起作用的呢？
首先在 React 中只允许节点右移
因此对于上图中的转化，只会进行 A，C 的移动
则只需要对移动的节点进行更新渲染，不移动的则不需要更新渲染
为什么不能用 index 作为 key 值呢？
index 作为 key ，如果我们删除了一个节点，那么数组的后一项可能会前移，这个时候移动的节点和删除的节点就是相同的 key ，在react中，如果 key 相同，就会视为相同的组件，但这两个组件是不同的，这样就会出现很麻烦的事情，例如：序号和文本不对应等问题
所以一定要保证 key 的唯一性
建议
React 已经帮我们做了很多了，剩下的需要我们多加注意，才能有更好的性能
基于三个策略我们需要注意
tree diff 建议：开发组件时，需要注意保持 DOM 结构稳定
component diff 建议：使用 shouldComponentUpdate() 来减少不要的更新
element diff 建议：减少最后一个节点移动到头部的操作，这样前面的节点都需要移动