# Diff算法
Diff算法的核心就是针对具有相同父节点的同层新旧子节点进行比较，而不是使用逐层搜索递归遍历的方式。时间复杂度为O(n)。
如何理解？
说白点，就是当新旧VNode树在同一层具有相同的VNode节点时，才会继续对其子节点进行比较。一旦旧VNode树同层中的节点在新VNode树中不存在或者是多余的，都会在新的真实DOM中进行添加或者删除。
下面就拿一副图进行解释。
从上面的示例图可以看到，Diff算法中只会对同一层的元素进行比较，并且必须拥有相同节点元素，才会对其子节点进行比较，其他多余的同层节点都会一律做删除或添加操作。
接下来，我们就从源码角度来看看这过程到底是如何发生的。🤔
# diff流程图
当数据发生改变时，set方法会让调用Dep.notify通知所有订阅者Watcher，订阅者就会调用patch给真实的DOM打补丁，更新相应的视图。
# 从源码角度进行探究
我们依然是从_update方法入手，看看到底是如何操作的。
Vue.prototype._update = function (vnode, hydrating) {
var vm = this; // 缓存vue实例
var prevEl = vm.$el; // 获取实例中真实DOM元素
var prevVnode = vm._vnode; // 获取旧VNode树
vm._vnode = vnode; // 将新VNode树保存到实例的_vnode上，便于下次更新获取旧VNode树
if (!prevVnode) { // 判断是否有旧VNode树，并进行相应的处理
// initial render
// 最开始的一次，即第一次渲染时是没有旧VNode树，直接执行__patch__
vm.$el = vm.__patch__(vm.$el, vnode, hydrating, false /* removeOnly */);
} else {
// updates
vm.$el = vm.__patch__(prevVnode, vnode); // 新VNode树与旧VNode树进行__patch__
}
// ...
}
每一次更新模板时，都会先将渲染好的新VNode树保存到实例的_vnode属性上，这样做的目的是为了下一次更新时，能获取到旧VNode树进行比较。
针对是否拥有旧的VNode树，使用__patch__方法执行相应逻辑，也即执行了patch过程。
var inBrowser = typeof window !== 'undefined'; // 浏览器环境
Vue.prototype.__patch__ = inBrowser ? patch : noop; // 只有在浏览器环境才能进行patch
var patch = createPatchFunction({ nodeOps: nodeOps, modules: modules })
可以看到，只有在浏览器的环境下才能进行patch过程，而实现patch的，就是createPatchFunction方法，我们接着看下去。
function createPatchFunction (backend) {
// ...
// 省略了很多私有工具方法，下面会拿出一些进行说明
return function patch (oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) {
if (isUndef(oldVnode)) { // 当旧VNode树不存在时，则直接创建一个根元素
// empty mount (likely as component), create new root element
isInitialPatch = true;
createElm(vnode, insertedVnodeQueue); // 直接根据新VNode树并生成真实DOM
} else { // 当存在旧VNode树时，则进行相应的比较
// ...
if (sameVnode(oldVnode, vnode)) { // 新旧节点是相同时
// patch existing root node
// 当新旧节点相同时则进行patch比较
patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, null, null, removeOnly);
} else { // 新旧节点不相同时
var oldElm = oldVnode.elm; // 获取旧节点元素
var parentElm = nodeOps.parentNode(oldElm); // 获取旧节点的父节点
// create new node
createElm( // 由于新旧节点是不同的，因此会根据新节点创建一个新的节点
vnode,
insertedVnodeQueue,
oldElm._leaveCb ? null : parentElm,
nodeOps.nextSibling(oldElm)
);
// destroy old node
if (isDef(parentElm)) { // 创建好新节点后，删除旧节点
removeVnodes(parentElm, [oldVnode], 0, 0);
} else if (isDef(oldVnode.tag)) { // 删除响应节点后，也会调用相应的回调
invokeDestroyHook(oldVnode);
}
}
}
}
}
好啦，对于patch比较过程，你也应该有了一个大概了解。现在就来简单总结一下上述代码。
- 当旧
VNode树不存在时，直接根据新VNode树创建相应的真实DOM。 - 当旧
VNode树存在时，则会调用sameVnode方法比较当前新旧节点是否相同。- 当新旧节点是相同时，会调用
patchVnode方法比较新旧节点（过程就是继续比较其子节点，递归下去～）。 - 当新旧节点是不同时，则会先按照新
VNode节点创建新的真实DOM节点，再根据旧VNode节点将相应的真实DOM节点进行删除。
- 当新旧节点是相同时，会调用
是不是很简单 🤔...那么问题来了，不是说patch过程是使用Diff算法进行比较的吗？怎么还看不到，甭急，下面我会讲到哈。
在上面的总结中，我们是可以看到两个方法，分别是sameVnode方法和patchVnode方法。接下来我们就来探讨一下这两个方法。
# sameVnode
判断两个节点间是否相同
function sameVnode (a, b) { // 判断两个节点间是否相同
return (
a.key === b.key && ( // 两个节点间相同，首先是唯一标识key必须相同
(
a.tag === b.tag &&
a.isComment === b.isComment &&
isDef(a.data) === isDef(b.data) &&
sameInputType(a, b) // 接着就是节点标签名、是否为注释、数据是否为空、input类型都必须相同
) || (
isTrue(a.isAsyncPlaceholder) &&
a.asyncFactory === b.asyncFactory &&
isUndef(b.asyncFactory.error)
)
)
)
}
function sameInputType (a, b) { // 比较两个节点的input类型是否相同
if (a.tag !== 'input') { return true }
var i;
var typeA = isDef(i = a.data) && isDef(i = i.attrs) && i.type;
var typeB = isDef(i = b.data) && isDef(i = i.attrs) && i.type;
return typeA === typeB || isTextInputType(typeA) && isTextInputType(typeB)
}
比较两个新旧节点间是很简单的，主要是按照下面几个属性进行判断。
VNode节点唯一标识key。- 是否同为注释
isComment。 - 数据属性是否为空
isDef。 - 是否为相同的
input类型sameInputType。
# patchVnode
好啦，接着就到我们的主角patchVnode方法了，这个才是Diff相关方法，我们先来看看源码是如何实现的。🤔
function patchVnode (
oldVnode,
vnode,
insertedVnodeQueue,
ownerArray,
index,
removeOnly
) {
if (oldVnode === vnode) { // 当发现两个节点是完全一模一样时，则直接返回
return
}
// ...
var elm = vnode.elm = oldVnode.elm;
// ...
var i;
var data = vnode.data;
if (isDef(data) && isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.prepatch)) {
i(oldVnode, vnode); // 根据新VNode更新旧VNode的选项配置、数据属性、propsData等
}
var oldCh = oldVnode.children; // 获取oldVNode的子节点集合
var ch = vnode.children; // 获取VNode的子节点集合
// ...
if (isUndef(vnode.text)) { // 当VNode不为文本节点时
if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) { // 当oldVNode的子节点和VNode的子节点都不为空时
if (oldCh !== ch) { // 当oldVNode的子节点和VNode的子节点不等时，再递归执行updateChildren比较子节点
updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly);
}
} else if (isDef(ch)) { // 当只有VNode的子节点存在而oldVNode的子节点不存在时
// ...
if (isDef(oldVnode.text)) { // 当oldVNode为文本节点时，先置空文本
nodeOps.setTextContent(elm, '');
}
addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue); // 根据位置对真实DOM添加新的节点
} else if (isDef(oldCh)) { // 当oldVNode的子节点存在, 而VNode的子节点不存在时
removeVnodes(elm, oldCh, 0, oldCh.length - 1); // 直接移除所有多余节点
} else if (isDef(oldVnode.text)) { // 当只有oldVNode的子节点存在,并且是文本节点时
nodeOps.setTextContent(elm, ''); // 直接置空文本处理
}
} else if (oldVnode.text !== vnode.text) { // 当oldVNode文本节点不等于VNode文本节点时
nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text); // 直接将oldVNode节点设置为VNode节点文本内容
}
// ...
}
patchVnode方法做的事情不多，最主要就是按照一下场景做了处理;
diff过程中又分了好几种情况，oldCh 为 oldVnode的子节点，ch 为 Vnode的子节点：
- 首先进行文本节点的判断，若
oldVnode.text !== vnode.text，那么就会直接进行文本节点的替换； 在vnode没有文本节点的情况下，进入子节点的diff；- 当
oldCh和ch都存在且不相同的情况下，调用updateChildren对子节点进行diff； - 若
oldCh不存在，ch存在，首先清空oldVnode的文本节点，同时调用addVnodes方法将ch添加到elm真实 dom 节点当中； - 若
oldCh存在，ch不存在，则删除elm真实节点下的oldCh子节点； - 若
oldVnode有文本节点，而vnode没有，那么就清空这个文本节点。
接下来才是最重点呀。。😅 在上面中留下了updateChildren方法，那么这个方法又是干啥？
不瞒你说，updateChildren方法在根据场景Diff后，将oldVNode树作出相应的改动。在没有看源码之前，我会先阐述一下。
Diff算法过程中，在将oldVNode树改动时，优先考虑相同位置的相同节点，再考虑需要移动的相同节点，最后才考虑创建或删除节点。
# updateChildren
有了上面的简单理解，我们就来继续探究啦 😄。
function updateChildren (parentElm, oldCh, newCh, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
var oldStartIdx = 0; // 旧节点开始位置
var newStartIdx = 0; // 新节点开始位置
var oldEndIdx = oldCh.length - 1; // 旧节点结束位置
var oldStartVnode = oldCh[0]; // 旧节点第一个元素
var oldEndVnode = oldCh[oldEndIdx]; // 旧节点最后一个元素
var newEndIdx = newCh.length - 1; // 新节点结束位置
var newStartVnode = newCh[0]; // 新节点第一个元素
var newEndVnode = newCh[newEndIdx]; // 新节点最后一个元素
var oldKeyToIdx, idxInOld, vnodeToMove, refElm;
// ...
while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) { // 同时从新旧子节点集合开始遍历
if (isUndef(oldStartVnode)) { // 从第一项开始，一直遍历旧节点初始元素直到不为空为止
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]; // Vnode has been moved left
} else if (isUndef(oldEndVnode)) { // 从最后一项开始，一直遍历旧节点直到不为空为止
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx];
} else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) { // （相同位置场景）当第一项旧节点和第一项新节点相同时，则继续执行patchVnode递归执行下去
patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx);
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx];
newStartVnode = newCh[++newStartIdx];
} else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) { // （相同位置场景）当最后一项旧节点和最后一项新节点相同时，则继续执行patchVnode递归执行下去
patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx);
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx];
newEndVnode = newCh[--newEndIdx];
} else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { // （需要移动场景）当第一项旧节点和最后一项新节点相同时，先执行patchVnode递归执行下去，再执行insertBefore将真实DOM节点插入到相应位置
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)) { // （需要移动场景）当最后一项旧节点和第一项新节点相同时，先执行patchVnode递归执行下去，再执行insertBefore将真实DOM节点插入到相应位置
patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx);
canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm);
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx];
newStartVnode = newCh[++newStartIdx];
} else { // 比较头尾都无相同元素时，直接判断新节点是否在旧节点结合中，若有则直接移动相应的位置，若无则直接新建一个节点
if (isUndef(oldKeyToIdx)) { oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx); } // 将旧节点结合创建一个哈希表
idxInOld = isDef(newStartVnode.key)
? oldKeyToIdx[newStartVnode.key]
: findIdxInOld(newStartVnode, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx); // 根据哈希表，判断新节点是否在哈希表中，并获得对应旧节点的索引位置
if (isUndef(idxInOld)) { // 当新节点不在旧节点集合中时，新建一个真实DOM节点
createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx);
} else { // 当新节点在旧节点集合中时，则会先判断两个节点是否相同
vnodeToMove = oldCh[idxInOld]; // 根据索引位置获得旧节点
if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) { // 当两个节点是相同时，继续执行patchVnode递归执行下去，再执行insertBefore将真实DOM节点插入到相应位置
patchVnode(vnodeToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx);
oldCh[idxInOld] = undefined;
canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm);
} else { // 当两个节点不同时，直接新建一个新的DOM节点
// same key but different element. treat as new element
createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx);
}
}
newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
}
}
if (oldStartIdx > oldEndIdx) { // 跳出循环后，若新节点依旧存在，那么就要遍历剩余的新节点并逐个新增到真实DOM中
refElm = isUndef(newCh[newEndIdx + 1]) ? null : newCh[newEndIdx + 1].elm;
addVnodes(parentElm, refElm, newCh, newStartIdx, newEndIdx, insertedVnodeQueue);
} else if (newStartIdx > newEndIdx) { // 跳出循环后，若旧节点依旧存在，那么就要将真实DOM中对应旧VNode节点进行删除操作
removeVnodes(parentElm, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx);
}
}
# 具体的diff分析
我们可以假设有旧的Vnode数组和新的Vnode数组这两个数组,而且有四个变量充当指针分别指到两个数组的头尾.
重复下面的对比过程，直到两个数组中任一数组的头指针超过尾指针，循环结束 :
- 头头对比: 对比两个数组的头部，如果找到，把新节点patch到旧节点，头指针后移
- 尾尾对比: 对比两个数组的尾部，如果找到，把新节点patch到旧节点，尾指针前移
- 旧尾新头对比: 交叉对比，旧尾新头，如果找到，把新节点patch到旧节点，旧尾指针前移，新头指针后移
- 旧头新尾对比: 交叉对比，旧头新尾，如果找到，把新节点patch到旧节点，新尾指针前移，旧头指针后移
- 利用key对比: 用新指针对应节点的key去旧数组寻找对应的节点,这里分三种情况,当没有对应的key，那么创建新的节点,如果有key并且是相同的节点，把新节点patch到旧节点,如果有key但是不是相同的节点，则创建新节点
我们假设有新旧两个数组:
- 旧数组:
[1, 2, 3, 4, 5] - 新数组:
[1, 4, 6, 1000, 100, 5]
首先我们进行头头对比,新旧数组的头部都是1,因此将双方的头部指针后移.
我们继续头头对比,但是2 !== 4导致对比失败,我进入尾尾对比,5 === 5,那么尾部指针则可前移.
现在进入新的循环,头头对比2 !== 4,尾尾对比4 !== 100,此时进入交叉对比,先进行旧尾新头对比,即4 === 4,旧尾前移且新头后移.
接着再进入一个轮新的循环,头头对比2 !== 6,尾尾对比3 !== 100,交叉对比2 != 100 3 != 6,四种对比方式全部不符合,如果这个时候需要通过key去对比,然后将新头指针后移
继续重复上述对比的循环方式直至任一数组的头指针超过尾指针，循环结束.
在上述循环结束后,两个数组中可能存在未遍历完的情况: 循环结束后，
- 先对比旧数组的头尾指针，如果旧数组遍历完了（可能新数组没遍历完，有漏添加的问题），添加新数组中漏掉的节点
- 再对比新数组的头尾指针，如果新数组遍历完了（可能旧数组没遍历完，有漏删除的问题），删除旧数组中漏掉的节点
# 参考
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