vue2 diff算法:双端指针法

本文详细解析了Vue2中的双端指针法,一种用于比较和更新虚拟DOM树的算法,通过节点的key值和数组指针移动来决定节点的复用、删除和插入操作。

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前言

Vue2 双端指针法是一种 diff 算法,用来比较两棵虚拟 DOM 树的差异,并根据差异更新视图

基本思路:

双端指针法基于以下两个假设:

  • 相同的节点具有相同的key值
  • 两个节点数组的头尾节点更有可能相同

即从两个数组的头尾分别进行对比,如果找到相同的节点,就复用并更新真实DOM,然后移动指针继续比较,直到两个数组中有一个的指针相遇,说明已经处理完了所有相同的节点。

接下来,根据剩余的节点进行不同的操作:

  • 如果旧节点数组还有剩余,说明这些节点是多余的,需要删除
  • 如果新节点数组还有剩余,说明这些节点是新增的,需要插入
  • 如果两个数组都没有剩余,说明已经完成了diff过程

下面是一个简单的代码示例,用于说明vue2的diff算法的具体过程:

// 新旧节点数组
let oldVnode = [a, b, c, d, e]
let newVnode = [a, c, b, e, f]

// 初始化四个指针
let oldStartIdx = 0
let oldEndIdx = 4
let newStartIdx = 0
let newEndIdx = 4

// 条件比较一:新旧头节点相同
if (oldVnode[oldStartIdx].key === newVnode[newStartIdx].key) {
  // 复用并更新真实DOM
  patch(oldVnode[oldStartIdx], newVnode[newStartIdx])
  // 移动指针
  oldStartIdx++
  newStartIdx++
}

// 条件比较一:新旧尾节点相同
if (oldVnode[oldEndIdx].key === newVnode[newEndIdx].key) {
  // 复用并更新真实DOM
  patch(oldVnode[oldEndIdx], newVnode[newEndIdx])
  // 移动指针
  oldEndIdx--
  newEndIdx--
}

//  条件比较一:旧头结点与新尾节点相同
if (oldVnode[oldStartIdx].key === newVnode[newEndIdx].key) {
  // 复用并更新真实DOM
  patch(oldVnode[oldStartIdx], newVnode[newEndIdx])
  // 移动指针
  oldStartIdx++
  newEndIdx--
}

// 条件比较一:新头结点与旧尾节点相同
if (oldVnode[oldEndIdx].key === newVnode[newStartIdx].key) {
  // 复用并更新真实DOM
  patch(oldVnode[oldEndIdx], newVnode[newStartIdx])
  // 移动指针
  oldEndIdx--
  newStartIdx++
}

// 此时,旧节点数组的指针已经相遇,新节点数组还有一个节点f没有处理
// 根据剩余的节点进行操作,这里是插入新节点f
insert(newVnode[newEndIdx])

// 完成diff过程

即:

  • 从新旧节点数组的首尾开始比较,如果首尾节点相同,就直接复用,然后首尾移动指针继续比较下一个节点。
  • 如果首尾节点不同,就尝试从新节点的首部和旧节点的尾部进行比较,或者从新节点的尾部和旧节点的首部进行比较,如果匹配成功,就进行节点移动,然后移动指针继续比较下一个节点。
  • 如果以上都不匹配(上示例代码中的4种情况),就用新节点的首部作为 key,去旧节点中寻找相同的 key,如果找到了,就进行节点移动,然后移动指针继续比较下一个节点。
  • 如果以上都没有找到匹配的节点,就认为新节点是新增的节点,直接插入到旧节点的前面,然后移动指针继续比较下一个节点。
  • 当新旧节点的首尾指针相遇时,结束比较,如果还有剩余的节点,就根据情况进行新增或删除。

Vue2 双端指针法的源码实现主要在 src/core/vdom/patch.js 文件中的 updateChildren 函数中,其中核心代码片段:

// src/core/vdom/patch.js
function updateChildren (parentElm, oldCh, newCh, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
  let oldStartIdx = 0
  let newStartIdx = 0
  let oldEndIdx = oldCh.length - 1
  let oldStartVnode = oldCh[0]
  let oldEndVnode = oldCh[oldEndIdx]
  let newEndIdx = newCh.length - 1
  let newStartVnode = newCh[0]
  let newEndVnode = newCh[newEndIdx]
  let oldKeyToIdx, idxInOld, vnodeToMove, refElm

  // removeOnly is a special flag used only by <transition-group>
  // to ensure removed elements stay in correct relative positions
  // during leaving transitions
  const canMove = !removeOnly

  if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
    checkDuplicateKeys(newCh)
  }

  while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
    if (isUndef(oldStartVnode)) {
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] // Vnode has been moved left
    } else if (isUndef(oldEndVnode)) {
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
    } else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {
      patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx)
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
      newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
    } else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {
      patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx)
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
      newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
    } else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { // Vnode moved right
      patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx)
      canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.elm, nodeOps.nextSibling(oldEndVnode.elm))
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
      newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
    } else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) { // Vnode moved left
      patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx)
      canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm)
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
      newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
    } else {
      if (isUndef(oldKeyToIdx)) oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
      idxInOld = isDef(newStartVnode.key)
        ? oldKeyToIdx[newStartVnode.key]
        : findIdxInOld(newStartVnode, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
      if (isUndef(idxInOld)) { // New element
        createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
      } else {
        vnodeToMove = oldCh[idxInOld]
        if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) {
          patchVnode(vnodeToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx)
          oldCh[idxInOld] = undefined
          canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm)
        } else {
          // same key but different element. treat as new element
          createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
        }
      }
      newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
    }
  }
  if (oldStartIdx > oldEndIdx) {
    refElm = isUndef(newCh[newEndIdx + 1]) ? null : newCh[newEndIdx + 1].elm
    addVnodes(parentElm, refElm, newCh, newStartIdx, newEndIdx, insertedVnodeQueue)
  } else if (newStartIdx > newEndIdx) {
    removeVnodes(parentElm, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
  }
}
<think>好的,我现在需要帮助用户比较Vue2Vue3中diff算法的具体区别。首先,用户的问题很明确,他们想了解两者的差异,但作为助手,我需要确保回答准确且结构清晰。根据用户提供的引用内容,我需要结合这些信息来组织答案。 首先,我需要回忆Vue2diff算法Vue2采用的是双端比较算法,通过四个指针(新旧节点的头尾)进行比较,尽可能复用节点。但这种方法在存在大量静态内容时效率不高,因为每次都要全量对比。另外,Vue2不支持多根节点组件,需要包裹一个根元素,这在处理复杂结构时可能不够灵活。 接下来是Vue3的改进。根据引用[1],Vue3引入了PatchFlag和静态提升,优化了动态节点的追踪。PatchFlag可以在编译阶段标记动态节点,这样在diff时只需关注这些标记的部分,减少不必要的对比。同时,Vue3支持Fragment(多根节点),提高了灵活性。另外,Vue3的diff算法在处理列表时,使用最长递增子序列来最小化移动次数,这在引用[2]中提到,通过建立映射表和新旧节点的比较,找出最少的移动操作。 我需要将这些点分门别类地对比,比如对比范围、多根节点支持、事件处理、编译优化等。用户提供的引用中有提到这些方面,需要正确引用并标注。例如,Vue3的PatchFlag和Block Tree结构是在编译时优化的,而Vue2没有这些优化。 还要注意用户可能对技术细节感兴趣,比如最长递增子序列的具体应用,或者PatchFlag如何工作。因此,在回答中需要简明扼要地解释这些概念,同时保持专业性。例如,在解释最长递增子序列时,可以举一个简单的例子,说明如何通过该算法减少节点移动次数,提升性能。 另外,用户的问题可能涉及性能影响,需要指出Vue3在处理静态内容时几乎零开销,而Vue2在存在大量静态节点时效率较低。这部分可以结合引用[1]中的内容进行说明。 最后,生成的相关问题需要与主题紧密相关,帮助用户进一步探索。例如,询问PatchFlag的工作原理,或如何利用Vue3的diff优化项目性能,都是合理的后续问题。 总结一下,回答的结构应该是先概述两者差异,然后分点详细对比,包括节点对比范围、多根节点支持、事件处理、编译优化、性能影响等,每个部分结合引用内容,并标注引用来源。最后生成相关问题,引导深入学习。</think>### Vue2Vue3 Diff算法差异详解 #### 1. **节点对比范围优化** - **Vue2**:全量对比新旧虚拟DOM树,遍历所有节点,无论是否包含动态内容。例如: ```javascript // Vue2伪代码逻辑 function patch(oldVnode, newVnode) { if (oldVnode.tag === newVnode.tag) { // 递归对比所有子节点 } } ``` - **Vue3**:通过`PatchFlag`标记动态节点,仅对比动态内容。例如: ```javascript // Vue3伪代码逻辑 if (patchFlag & DYNAMIC_SLOTS) { // 仅处理动态插槽相关节点 } ``` 这种优化使得静态内容(如纯文本)完全跳过对比流程[^1]。 #### 2. **多根节点支持** - **Vue2**:强制要求组件模板必须包裹在单一根节点中,否则会报错: ```html <!-- 非法写法 --> <div>A</div> <div>B</div> ``` - **Vue3**:支持`<Fragment>`多根节点组件,减少不必要的DOM层级: ```html <!-- 合法写法 --> <template> <header>标题</header> <main>内容</main> </template> ``` 这一特性通过`Block Tree`结构实现动态节点追踪[^1]。 #### 3. **列表对比策略** - **Vue2**:使用双端对比算法(头尾指针交叉比对),时间复杂度为$O(n^2)$: ```plaintext 旧节点: A-B-C-D 新节点: D-A-B-C 比对过程需多次移动节点 ``` - **Vue3**:基于`key`建立映射表后,通过**最长递增子序列(LIS)**算法优化移动次数: ```javascript // 示例映射表 const oldIndexMap = { A:0, B:1, C:2, D:3 } const newSequence = [D, A, B, C] const lis = findLIS([3,0,1,2]) // 结果为[0,1,2] ``` 此算法将移动操作复杂度降低到$O(n \log n)$[^2]。 #### 4. **编译时优化** - **Vue2**:运行时才进行动态内容分析,无预编译优化。 - **Vue3**:在编译阶段完成以下优化: - **静态提升(Hoist Static)**:将静态节点提取到渲染函数外 - **Block Tree**:将动态节点按层级划分为块(Block) - **PatchFlag**:标记动态绑定类型(如`1`表示文本变化,`2`表示class变化) #### 5. **性能对比** | 场景 | Vue2处理方式 | Vue3处理方式 | |--------------------|-------------------|--------------------| | 含100个静态节点列表 | 全量对比100次 | 仅对比1个动态节点 | | 多根节点组件 | 需包裹额外div | 直接渲染 | | 事件监听器更新 | 每次重新绑定 | 缓存并复用 | ---
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