虛擬DOM的實現

[維護狀態,更新視圖]
用js對象表示Dom元素
js:

var element = {
  tagName: 'ul', // 節點標簽名
  props: { // DOM的屬性,用一個對象存儲鍵值對
    id: 'list'
  },
  children: [ // 該節點的子節點
    {tagName: 'li', props: {class: 'item'}, children: ["Item 1"]},
    {tagName: 'li', props: {class: 'item'}, children: ["Item 2"]},
    {tagName: 'li', props: {class: 'item'}, children: ["Item 3"]},
  ]
}

表示dom結構為:

<ul id='list'>
  <li class='item'>Item 1</li>
  <li class='item'>Item 2</li>
  <li class='item'>Item 3</li>
</ul>
Virtual DOM 算法,包括幾個步驟:
  • 用 JavaScript 對象結構表示 DOM 樹的結構;然后用這個樹構建一個真正的 DOM 樹,插到文檔當中
  • 當狀態變更的時候,重新構造一棵新的對象樹。然后用新的樹和舊的樹進行比較,記錄兩棵樹差異
  • 把2所記錄的差異應用到步驟1所構建的真正的DOM樹上,視圖就更新了

算法實現

1. js對象模擬dom元素

js對象表示DOM元素 需要記錄的信息有:節點類型、屬性,子節點
element.js

function Element (tagName, props, children) {
  this.tagName = tagName
  this.props = props
  this.children = children
}

module.exports = function (tagName, props, children) {
  return new Element(tagName, props, children)
}

例如上面的 DOM 結構就可以簡單的表示:

var el = require('./element')

var ul = el('ul', {id: 'list'}, [
  el('li', {class: 'item'}, ['Item 1']),
  el('li', {class: 'item'}, ['Item 2']),
  el('li', {class: 'item'}, ['Item 3'])
])

現在ul只是一個 JavaScript 對象表示的 DOM 結構,頁面上并沒有這個結構。我們可以根據這個ul構建真正的<ul>:

Element.prototype.render = function () {
  var el = document.createElement(this.tagName) // 根據tagName構建
  var props = this.props

  for (var propName in props) { // 設置節點的DOM屬性
    var propValue = props[propName]
    el.setAttribute(propName, propValue)
  }

  var children = this.children || []

  children.forEach(function (child) {
    var childEl = (child instanceof Element)
      ? child.render() // 如果子節點也是虛擬DOM,遞歸構建DOM節點
      : document.createTextNode(child) // 如果字符串,只構建文本節點
    el.appendChild(childEl)
  })

  return el
}

render方法會根據tagName構建一個真正的DOM節點,然后設置這個節點的屬性,最后遞歸地把自己的子節點也構建起來。所以只需要:

var ulRoot = ul.render()
document.body.appendChild(ulRoot)

上面的ulRoot是真正的DOM節點,把它塞入文檔中,這樣body里面就有了真正的<ul>的DOM結構:

<ul id='list'>
  <li class='item'>Item 1</li>
  <li class='item'>Item 2</li>
  <li class='item'>Item 3</li>
</ul>

2.比較兩顆dom樹的差異

diff算法是重點

  • 實現一個簡單的diff算法--比較兩個字符串的差異
var oldStr = 'aaabbbccc';
var newStr = 'aaagggccc';
diff信息:[3, "-3", "+ggg", 3]

整數代表無變化的字符數量,“-”開頭的字符串代表被移除的字符數量,“+”開頭的字符串代表新加入的字符。所以我們可以寫一個 minimizeDiffInfo 函數:

function minimizeDiffInfo(originalInfo){
    var result = originalInfo.map(info => {
        if(info.added){
            return '+' + info.value;
        }
        if(info.removed){
            return '-' + info.count;
        }
        return info.count;
    });
    return JSON.stringify(result);
}
 
var diffInfo = [
    { count: 3, value: 'aaa' },
    { count: 3, added: undefined, removed: true, value: 'bbb' },
    { count: 3, added: true, removed: undefined, value: 'ggg' },
    { count: 3, value: 'ccc' }
];
minimizeDiffInfo(diffInfo);
//=> '[3, "-3", "+ggg", 3]'

用戶端接受到精簡之后的 diff 信息,生成最新的資源:

mergeDiff('aaabbbccc', '[3, "-3", "+ggg", 3]');
//=> 'aaagggccc'
 
function mergeDiff(oldString, diffInfo){
    var newString = '';
    var diffInfo = JSON.parse(diffInfo);
    var p = 0;
    for(var i = 0; i < diffInfo.length; i++){
        var info = diffInfo[i];
        if(typeof(info) == 'number'){
            newString += oldString.slice(p, p + info);
            p += info;
            continue;
        }
        if(typeof(info) == 'string'){
            if(info[0] === '+'){
                var addedString = info.slice(1, info.length);
                newString += addedString;
            }
            if(info[0] === '-'){
                var removedCount = parseInt(info.slice(1, info.length));
                p += removedCount;
            }
        }
    }
    return newString;
}
  • 虛擬dom的diff算法會比較難一點,因為會涉及到不僅是同級的元素,要跨越層級進行增刪改移;我們需要對dom進行深度優先遍歷。

3.把差異應用到真正的DOM樹上

結語

虛擬dom實現流程的概括:

// 1. 構建虛擬DOM
var tree = el('div', {'id': 'container'}, [
    el('h1', {style: 'color: blue'}, ['simple virtal dom']),
    el('p', ['Hello, virtual-dom']),
    el('ul', [el('li')])
])

// 2. 通過虛擬DOM構建真正的DOM
var root = tree.render()
document.body.appendChild(root)

// 3. 生成新的虛擬DOM
var newTree = el('div', {'id': 'container'}, [
    el('h1', {style: 'color: red'}, ['simple virtal dom']),
    el('p', ['Hello, virtual-dom']),
    el('ul', [el('li'), el('li')])
])

// 4. 比較兩棵虛擬DOM樹的不同
var patches = diff(tree, newTree)

// 5. 在真正的DOM元素上應用變更
patch(root, patches)

參考:深度剖析:如何實現一個 Virtual DOM 算法

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