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Vue的diff算法

前言

本文我们总结一下有关 diff 算法的相关内容和实现原理。

diff 算法可以看作是一种对比算法，对比的对象是新旧虚拟 Dom。顾名思义，diff 算法可以找到新旧虚拟 Dom 之间的差异，但 diff 算法中其实并不是只有对比虚拟 Dom，还有根据对比后的结果更新真实 Dom。

算法的复杂度优化

两个树的完全的 diff 算法是一个时间复杂度为 O(n3) , Vue 进行了优化·O(n3) 复杂度的问题转换成 O(n) 复杂度的问题(只比较同级不考虑跨级问题)，因为在前端操作 dom 的时候了，不会把当前元素作为上一级元素或下一级元素，很少会跨越层级地移动 Dom 元素，常见的都是同级的比较。 所 以 Virtual Dom 只会对同一个层级的元素进行对比。

原理

在数据发生变化，vue是先根据真实DOM生成一颗 virtual DOM ，当 virtual DOM 某个节点的数据改变后会生成一个新的 Vnode ，然后 Vnode 和 oldVnode 作对比，发现有不一样的地方就直接修改在真实的DOM上，然后使 oldVnode 的值为 Vnode ，来实现更新节点。

  1. 先去同级比较，然后再去比较子节点
  2. 先去判断一方有子节点一方没有子节点的情况
  3. 比较都有子节点的情况
  4. 递归比较子节点

源码总结

在进行节点比较时，是通过 patch 这个方法实现，其中如果不是真实元素并且用 sameVnode 看两个是否是同一个元素，如果是然后会调用 patchVnode 进行比较，比较的是虚拟节点不是真实节点，如果不值得去比较则用 Vnode 替换 oldVnode。

patchVnode 会比较这两个节点，判断 Vnode 和 oldVnode 是否指向同一个对象，如果是，那么直接 return，复用老的真是元素，如果不是会用新的子节点和旧的字节做比较。

如果他们都有文本节点并且不相等，那么将 el 的文本节点设置为 Vnode 的文本节点。

如果两个都有子节点的情况下会调用 updateChildren 方法比较他们的子节点。

只有新的节点有子节点而旧节点没有子节点，就会把新增的子节点插入到旧的dom中。

如果当前新的节点中没有子节点，旧的中有子节点，然后就会把旧的节点删除掉。

updateChildren 方法中，先定义了四对指针，先比较新的和旧的第一个子节点是否一样，如果一样会移动前面两个指针，以此类推，如果比对最后新的节点多了一个子节点就把它插入旧的中。

如果开始第一个子节点不一样就从后面开始进行比较（从尾子节点开始比较），比到最后把新增的节点插入到旧的 dom 中。

还有这种情况就是头和尾节点都不相等的情况下，用当前的头和旧的尾节点进行比较，如果一样就把旧的尾节点移到前面去，然后将旧的尾指针向前移动一位，当前头指针移动到下一个子节点上。

另一种就是用旧的结尾和新的开头节点进行比较，四种比较策略。

如果存在key，就会拿的当前子节点的key去旧的子节点中找，如果找到就将它移动到旧节点的前面，然后就将指针移向当前节点的第二个子节点上，以此类推，如果当前子节点没有就将它直接插入到旧的节点中，最后把旧的节点中多余出的子节点删除掉。

patch

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return function patch (oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) {
  if (isUndef(vnode)) {
    if (isDef(oldVnode)) invokeDestroyHook(oldVnode)
    return
  }
 
  let isInitialPatch = false
  const insertedVnodeQueue = []
 
  if (isUndef(oldVnode)) {
    // empty mount (likely as component), create new root element
    isInitialPatch = true
    createElm(vnode, insertedVnodeQueue)
  } else {
    const isRealElement = isDef(oldVnode.nodeType)
    // 如果不是真实元素并且两个是同一个元素的话，然后会调用patchVnode进行比较
    // 比较是虚拟节点不是真实节点
    if (!isRealElement && sameVnode(oldVnode, vnode)) {
      // patch existing root node
      patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, null, null, removeOnly)
    } else {
      if (isRealElement) {
        // mounting to a real element
        // check if this is server-rendered content and if we can perform
        // a successful hydration.
        if (oldVnode.nodeType === 1 && oldVnode.hasAttribute(SSR_ATTR)) {
          oldVnode.removeAttribute(SSR_ATTR)
          hydrating = true
        }
        if (isTrue(hydrating)) {
          if (hydrate(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue)) {
            invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, true)
            return oldVnode
          } else if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
            warn(
              'The client-side rendered virtual DOM tree is not matching ' +
              'server-rendered content. This is likely caused by incorrect ' +
              'HTML markup, for example nesting block-level elements inside ' +
              '<p>, or missing <tbody>. Bailing hydration and performing ' +
              'full client-side render.'
            )
          }
        }
        // either not server-rendered, or hydration failed.
        // create an empty node and replace it
        oldVnode = emptyNodeAt(oldVnode)
      }
 
      // replacing existing element
      const oldElm = oldVnode.elm
      const parentElm = nodeOps.parentNode(oldElm)
 
      // create new node
      createElm(
        vnode,
        insertedVnodeQueue,
        // extremely rare edge case: do not insert if old element is in a
        // leaving transition. Only happens when combining transition +
        // keep-alive + HOCs. (#4590)
        oldElm._leaveCb ? null : parentElm,
        nodeOps.nextSibling(oldElm)
      )
 
      // update parent placeholder node element, recursively
      if (isDef(vnode.parent)) {
        let ancestor = vnode.parent
        const patchable = isPatchable(vnode)
        while (ancestor) {
          for (let i = 0; i < cbs.destroy.length; ++i) {
            cbs.destroy[i](ancestor)
          }
          ancestor.elm = vnode.elm
          if (patchable) {
            for (let i = 0; i < cbs.create.length; ++i) {
              cbs.create[i](emptyNode, ancestor)
            }
            // #6513
            // invoke insert hooks that may have been merged by create hooks.
            // e.g. for directives that uses the "inserted" hook.
            const insert = ancestor.data.hook.insert
            if (insert.merged) {
              // start at index 1 to avoid re-invoking component mounted hook
              for (let i = 1; i < insert.fns.length; i++) {
                insert.fns[i]()
              }
            }
          } else {
            registerRef(ancestor)
          }
          ancestor = ancestor.parent
        }
      }
 
      // destroy old node
      if (isDef(parentElm)) {
        removeVnodes([oldVnode], 0, 0)
      } else if (isDef(oldVnode.tag)) {
        invokeDestroyHook(oldVnode)
      }
    }
  }
 
  invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, isInitialPatch)
  return vnode.elm
}

patchVnode

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function patchVnode (
  oldVnode,
  vnode,
  insertedVnodeQueue,
  ownerArray,
  index,
  removeOnly
) {
  if (oldVnode === vnode) { // 如果相同直接return
    return
  }
 
  if (isDef(vnode.elm) && isDef(ownerArray)) {
    // clone reused vnode
    vnode = ownerArray[index] = cloneVNode(vnode)
  }
 
  const elm = vnode.elm = oldVnode.elm
 
  if (isTrue(oldVnode.isAsyncPlaceholder)) {
    if (isDef(vnode.asyncFactory.resolved)) {
      hydrate(oldVnode.elm, vnode, insertedVnodeQueue)
    } else {
      vnode.isAsyncPlaceholder = true
    }
    return
  }
 
  // reuse element for static trees.
  // note we only do this if the vnode is cloned -
  // if the new node is not cloned it means the render functions have been
  // reset by the hot-reload-api and we need to do a proper re-render.
  if (isTrue(vnode.isStatic) &&
    isTrue(oldVnode.isStatic) &&
    vnode.key === oldVnode.key &&
    (isTrue(vnode.isCloned) || isTrue(vnode.isOnce))
  ) {
    vnode.componentInstance = oldVnode.componentInstance
    return
  }
 
  let i
  const data = vnode.data
  if (isDef(data) && isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.prepatch)) {
    i(oldVnode, vnode)
  }
  // 进行子节点的比较
  const oldCh = oldVnode.children
  const ch = vnode.children
  if (isDef(data) && isPatchable(vnode)) {
    for (i = 0; i < cbs.update.length; ++i) cbs.update[i](oldVnode, vnode)
    if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.update)) i(oldVnode, vnode)
  }
  if (isUndef(vnode.text)) {
    if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {// 如果两个都有子节点的情况
      // 比较它们的子节点
      if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly)
    } else if (isDef(ch)) { // 如果只有新的有子节点
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
        checkDuplicateKeys(ch) // 就把新增的子节点插入到旧的节点中
      }
      if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '')
      addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue)
    } else if (isDef(oldCh)) { // 如果只有老的有子节点
      removeVnodes(oldCh, 0, oldCh.length - 1) // 就会把旧的节点直接删除
    } else if (isDef(oldVnode.text)) {  // 如果旧节点有子文本节点
      nodeOps.setTextContent(elm, '') // 就把elm置空
    }
  } else if (oldVnode.text !== vnode.text) {
    nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text)
  }
  if (isDef(data)) {
    if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.postpatch)) i(oldVnode, vnode)
  }
}

updateChildren

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function updateChildren (parentElm, oldCh, newCh, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
  // 做了四对指针
  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 {
      // 在旧的节点中找索引
      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
        // 如果找不到直接进行插入
        createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
      } else {
        vnodeToMove = oldCh[idxInOld]
        // 如果找的到就看他是否相等，如果相等就直接进行移动
        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
          // 如果索引相同，但元素不同，会重新创建一个插入到旧的节点中
          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(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
  }
}

最后

本文转载自 csdn https://blog.csdn.net/qq_42072086/article/details/107965196，作者为 王三六

Vue的diff算法

https://lvboda-blog.pages.dev/7ffb.html

作者

Boda Lü

发布于

2022-11-28

更新于

2026-03-24

许可协议

 

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