vue3虚拟dom和diff算法实现（模仿源码）

2023-12-20 01:36:57

手动实现 Vue 3 的虚拟 DOM 和 Diff 算法

Vue 3 引入了许多新的改进和特性，其中之一是对虚拟 DOM (Virtual DOM) 和 Diff 算法的优化。在这篇文章中，我们将通过一个简单的示例来手动实现 Vue 3 风格的虚拟 DOM 和 Diff 算法。

虚拟 DOM 的基础

虚拟 DOM 是真实 DOM 的 JavaScript 对象表示，它允许我们以一种更高效的方式来描述和更新用户界面。当数据变化时，Vue 会先在虚拟 DOM 上应用这些变化，然后使用 Diff 算法来确定如何最有效地更新真实的 DOM。

实现虚拟 DOM 节点

首先，我们需要一个函数来创建虚拟 DOM 节点。这个函数被称为 h（代表 HyperScript），它接收节点的类型（如 div、span）、属性和子节点，并返回一个虚拟节点对象。

function h(tag, props, ...children) {
    return { tag, props, children };
}

渲染虚拟 DOM

接下来，我们需要一个 render 函数将虚拟 DOM 节点渲染到真实的 DOM 上。

function render(vnode, container) {
    if (typeof vnode === 'string') {
        const textNode = document.createTextNode(vnode);
        container.appendChild(textNode);
        return;
    }

    const el = document.createElement(vnode.tag);

    if (vnode.props) {
        Object.keys(vnode.props).forEach(key => {
            el.setAttribute(key, vnode.props[key]);
        });
    }

    if (vnode.children) {
        vnode.children.forEach(child => render(child, el));
    }

    container.appendChild(el);
}

实现 Diff 算法

Diff 算法是用来比较新旧虚拟 DOM 树的差异，并更新真实 DOM 的关键部分。以下是 Diff 算法的简化实现：

function patch(oldVnode, newVnode, container) {
    // 如果节点类型不同，则替换整个节点
    if (oldVnode.tag !== newVnode.tag) {
        container.replaceChild(render(newVnode), container.firstChild);
        return;
    }

    // 更新文本节点
    if (typeof newVnode === 'string') {
        if (oldVnode !== newVnode) {
            container.textContent = newVnode;
        }
        return;
    }

    // 对子节点进行 Diff 操作
    const oldChildren = oldVnode.children || [];
    const newChildren = newVnode.children || [];
    for (let i = 0; i < newChildren.length || i < oldChildren.length; i++) {
        const oldChild = oldChildren[i];
        const newChild = newChildren[i];
        if (newChild) {
            if (oldChild) {
                patch(oldChild, newChild, container.childNodes[i]);
            } else {
                render(newChild, container);
            }
        } else if (oldChild) {
            container.removeChild(container.childNodes[i]);
        }
    }
}

完整示例

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Vue 3 简易虚拟 DOM 和 Diff 算法</title>
</head>
<body>
    <div id="app"></div>
    <script>
        // 创建虚拟 DOM 节点的函数
        function h(tag, props, ...children) {
            return { tag, props, children };
        }

        // 将虚拟 DOM 渲染到真实 DOM 的函数
        function render(vnode, container) {
            if (typeof vnode === 'string') {
                const textNode = document.createTextNode(vnode);
                container.appendChild(textNode);
                return;
            }

            const el = document.createElement(vnode.tag);

            if (vnode.props) {
                Object.keys(vnode.props).forEach(key => {
                    el.setAttribute(key, vnode.props[key]);
                });
            }

            if (vnode.children) {
                vnode.children.forEach(child => render(child, el));
            }

            container.appendChild(el);
        }

        // Diff 算法的简化实现
        // 更新节点的 Diff 算法实现
        function patch(oldVnode, newVnode, container) {
            // 如果旧节点和新节点相同，无需更新
            if (oldVnode === newVnode) {
                return;
            }

            // 如果新旧节点标签不同，替换整个节点
            if (oldVnode.tag !== newVnode.tag) {
                const newEl = render(newVnode);
                container.replaceChild(newEl, container.firstChild);
                return;
            }

            // 对文本节点进行特殊处理
            if (typeof newVnode === 'string') {
                if (oldVnode !== newVnode) {
                    container.textContent = newVnode;
                }
                return;
            }

            // 更新属性（简化处理）

            // 更新子节点
            const oldChildren = oldVnode.children || [];
            const newChildren = newVnode.children || [];
            
            // 遍历新的子节点
            newChildren.forEach((newChild, i) => {
                const oldChild = oldChildren[i];
                if (oldChild) {
                    patch(oldChild, newChild, container.childNodes[i]);
                } else {
                    render(newChild, container);
                }
            });

            // 移除不存在的旧子节点
            if (oldChildren.length > newChildren.length) {
                oldChildren.slice(newChildren.length).forEach((child, i) => {
                    container.removeChild(container.childNodes[newChildren.length + i]);
                });
            }
        }

        // 创建并渲染初始虚拟 DOM
        const vnode = h('div', { id: 'app' },
            h('h1', null, 'Hello, Virtual DOM'),
            h('p', null, 'This is a paragraph')
        );

        const container = document.getElementById('app');
        render(vnode, container);

        // 创建新的虚拟 DOM 用于更新
        const newVnode = h('div', { id: 'app' },
            h('h1', null, 'Hello, Updated Virtual DOM'),
            h('p', null, 'This is an updated paragraph')
        );

        // 使用 patch 函数更新组件
        setTimeout(() => {
            patch(vnode, newVnode, container);
        }, 3000);
    </script>
</body>
</html>

在这个示例中，我们创建并渲染了一个初始的虚拟 DOM 树。三秒后，我们使用 patch 函数来更新虚拟 DOM，并观察实际 DOM 中的相应变化。

小结

手动实现 Vue 3 的虚拟 DOM 和 Diff 算法可以帮助我们更深入地理解框架如何高效地处理数据变化并更新 DOM。尽管这个实现是简化的，并且没有涵盖 Vue 3 源码中所有的优化和特性，但仍能加强我们对vue3核心概念的理解。

文章来源:https://blog.csdn.net/a2274001782/article/details/135096096
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