传统diff
计算两颗树形结构差异并进行转换，传统diff算法是这样做的：循环递归每一个节点
比如左侧树a节点依次进行如下对比，左侧树节点b、c、d、e亦是与右侧树每个节点对比
算法复杂度能达到O(n^2)，n代表节点的个数
a->e、a->d、a->b、a->c、a->a
查找完差异后还需计算最小转换方式，这其中的原理我没仔细去看，最终达到的算法复杂度是O(n^3)
react优化的diff策略
传统diff算法复杂度达到O(n^3 )这意味着1000个节点就要进行数10亿次的比较，这是非常消耗性能的。react大胆的将diff的复杂度从O(n^3)降到了O(n)，他是如何做到的呢
-
由于web UI中跨级移动操作非常少、可以忽略不计，所以react实现的diff是同层级比较
react的diff.png - 拥有相同类型的两个组件产生的DOM结构也是相似的，不同类型的两个组件产生的DOM结构则不近相同
- 对于同一层级的一组子节点，通过分配唯一唯一id进行区分（key值）
react虚拟节点
dom中没有直接提供api让我们获取一棵树结构，这里我们自己构建一个虚拟的dom结构，遍历这样的数据结构是一件很轻松直观的事情。
对于下面的dom，可以用js构造出一个简单的虚拟dom
1
2
3
{
type: 'div',
props: {
className: 'myDiv',
},
chidren: [
{type: 'p',props:{value:'1'}},
{type: 'div',props:{value:'2'}},
{type: 'span',props:{value:'3'}}
]
}
先序深度优先遍历
首先要遍历新旧两棵树，采用深度优先策略，为树的每个节点标示唯一一个id
在遍历过程中，对比新旧节点，将差异记录下来，记录差异的方式后面会提到
//若新旧树节点只是位置不同，移动
//计算差异
//插入新树中存在但旧树中不存在的节点
//删除新树中没有的节点
// diff 函数，对比两棵树
function diff (oldTree, newTree) {
// 当前节点的标志，以后每遍历到一个节点，加1
var index = 0
var patches = {} // 用来记录每个节点差异的对象
dfsWalk(oldTree, newTree, index, patches)
return patches
}
// 对两棵树进行深度优先遍历
function dfsWalk (oldNode, newNode, index, patches) {
// 对比oldNode和newNode的不同，记录下来
patches[index] = [...]
diffChildren(oldNode.children, newNode.children, index, patches)
}
// 遍历子节点
function diffChildren (oldChildren, newChildren, index, patches) {
var leftNode = null
var currentNodeIndex = index
oldChildren.forEach(function (child, i) {
var newChild = newChildren[i]
currentNodeIndex = (leftNode && leftNode.count) // 计算节点的标识
? currentNodeIndex + leftNode.count + 1
: currentNodeIndex + 1
dfsWalk(child, newChild, currentNodeIndex, patches) // 深度遍历子节点
leftNode = child
})
}
差异类型
上面代码中，将所有的差异保存在了patches对象中，会有如下几种差异类型：
- 插入：
patches[0]:{type:'INSERT_MARKUP',node: newNode } - 移动：
patches[0]: {type: 'MOVE_EXISTING'} - 删除：
patches[0]: {type: 'REMOVE_NODE'} - 文本内容改变：
patches[0]: {type: 'TEXT_CONTENT',content: 'virtual DOM2'} - 属性改变：
patches[0]: {type: 'SET_MARKUP',props: {className:''}}
列表对比
节点两两进行对比时，我们知道新节点较旧节点有什么不同。如果同一层的多个子节点进行对比，他们只是顺序不同，按照上面的算法，会先删除旧节点，再新增一个相同的节点，这可不是我们想看到的结果
实际上，react在同级节点对比时，提供了更优的算法：
首先对新集合的节点(nextChildren)进行in循环遍历，通过唯一的key(这里是变量name)可以取得新老集合中相同的节点，如果不存在，prevChildren即为undefined。如果存在相同节点，也即prevChild === nextChild，则进行移动操作，但在移动前需要将当前节点在老集合中的位置与 lastIndex 进行比较，见moveChild函数，如下图
if (child._mountIndex < lastIndex)，则进行节点移动操作，否则不执行该操作。这是一种顺序优化手段，lastIndex一直在更新，表示访问过的节点在老集合中最右的位置（即最大的位置），如果新集合中当前访问的节点比lastIndex大，说明当前访问节点在老集合中就比上一个节点位置靠后，则该节点不会影响其他节点的位置，因此不用添加到差异队列中，即不执行移动操作，只有当访问的节点比lastIndex小时，才需要进行移动操作。
所以下图中只需要移动A、C
具体分析参照：
浅谈React中的diff
React源码之Diff算法
Vue优化的diff策略
既然传统diff算法性能开销如此之大，Vue做了什么优化呢？
- 跟react一样，只进行同层级比较，忽略跨级操作
react以及Vue在diff时，都是在对比虚拟dom节点，下文提到的节点都指虚拟节点。Vue是怎样描述一个节点的呢？
Vue虚拟节点
// body下的 对应的 oldVnode 就是
{
el: div //对真实的节点的引用，本例中就是document.querySelector('#id.classA')
tagName: 'DIV', //节点的标签
sel: 'div#v.classA' //节点的选择器
data: null, // 一个存储节点属性的对象，对应节点的el[prop]属性，例如onclick , style
children: [], //存储子节点的数组，每个子节点也是vnode结构
text: null, //如果是文本节点，对应文本节点的textContent，否则为null
}
patch
diff时调用patch函数，patch接收两个参数vnode，oldVnode，分别代表新旧节点。
function patch (oldVnode, vnode) {
if (sameVnode(oldVnode, vnode)) {
patchVnode(oldVnode, vnode)
} else {
const oEl = oldVnode.el
let parentEle = api.parentNode(oEl)
createEle(vnode)
if (parentEle !== null) {
api.insertBefore(parentEle, vnode.el, api.nextSibling(oEl))
api.removeChild(parentEle, oldVnode.el)
oldVnode = null
}
}
return vnode
}
patch函数内第一个if判断sameVnode(oldVnode, vnode)就是判断这两个节点是否为同一类型节点，以下是它的实现：
function sameVnode(oldVnode, vnode){
//两节点key值相同，并且sel属性值相同，即认为两节点属同一类型，可进行下一步比较
return vnode.key === oldVnode.key && vnode.sel === oldVnode.sel
}
也就是说，即便同一个节点元素比如div，他的className不同，Vue就认为是两个不同类型的节点，执行删除旧节点、插入新节点操作。这与react diff实现是不同的，react对于同一个节点元素认为是同一类型节点，只更新其节点上的属性。
patchVnode
对于同类型节点调用patchVnode(oldVnode, vnode)进一步比较:
patchVnode (oldVnode, vnode) {
const el = vnode.el = oldVnode.el //让vnode.el引用到现在的真实dom，当el修改时，vnode.el会同步变化。
let i, oldCh = oldVnode.children, ch = vnode.children
if (oldVnode === vnode) return //新旧节点引用一致，认为没有变化
//文本节点的比较
if (oldVnode.text !== null && vnode.text !== null && oldVnode.text !== vnode.text) {
api.setTextContent(el, vnode.text)
}else {
updateEle(el, vnode, oldVnode)
//对于拥有子节点(两者的子节点不同)的两个节点，调用updateChildren
if (oldCh && ch && oldCh !== ch) {
updateChildren(el, oldCh, ch)
}else if (ch){ //只有新节点有子节点，添加新的子节点
createEle(vnode) //create el's children dom
}else if (oldCh){ //只有旧节点内存在子节点，执行删除子节点操作
api.removeChildren(el)
}
}
}
updateChildren
patchVnode中有一个重要的概念updateChildren，这是Vue diff实现的核心：
updateChildren (parentElm, oldCh, newCh) {
let oldStartIdx = 0, 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
let idxInOld
let elmToMove
let before
while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
if (oldStartVnode == null) { //对于vnode.key的比较，会把oldVnode = null
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
}else if (oldEndVnode == null) {
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
}else if (newStartVnode == null) {
newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
}else if (newEndVnode == null) {
newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
}else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {
patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode)
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
}else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {
patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode)
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
}else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) {
patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode)
api.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.el, api.nextSibling(oldEndVnode.el))
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
}else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) {
patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode)
api.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.el, oldStartVnode.el)
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
}else {
// 使用key时的比较
if (oldKeyToIdx === undefined) {
oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx) // 有key生成index表
}
idxInOld = oldKeyToIdx[newStartVnode.key]
if (!idxInOld) {
api.insertBefore(parentElm, createEle(newStartVnode).el, oldStartVnode.el)
newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
}
else {
elmToMove = oldCh[idxInOld]
if (elmToMove.sel !== newStartVnode.sel) {
api.insertBefore(parentElm, createEle(newStartVnode).el, oldStartVnode.el)
}else {
patchVnode(elmToMove, newStartVnode)
oldCh[idxInOld] = null
api.insertBefore(parentElm, elmToMove.el, oldStartVnode.el)
}
newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
}
}
}
if (oldStartIdx > oldEndIdx) {
before = newCh[newEndIdx + 1] == null ? null : newCh[newEndIdx + 1].el
addVnodes(parentElm, before, newCh, newStartIdx, newEndIdx)
}else if (newStartIdx > newEndIdx) {
removeVnodes(parentElm, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
}
}
代码很长，解读参照文章下面提到的大神文章。原理示意图如下：
image.png
过程可以概括为：oldCh和newCh各有两个头尾的变量StartIdx和EndIdx，它们的2个变量相互比较，一共有4种比较方式。如果4种比较都没匹配，如果设置了key，就会用key进行比较，在比较的过程中，变量会往中间靠，一旦StartIdx>EndIdx表明oldCh和newCh至少有一个已经遍历完了，就会结束比较。
这种由两端至中间的对比方法与react的updateChildren实现也是不同，后者是从左至右依次进行对比，各有优点。
比如一个集合，只是把最后一个节点移到了第一个，react实现就出现了短板，react会依次移动前三个节点到对应的位置：
image.png
而Vue会在首尾对比时，只移动最后一个节点到第一位即可
详细解析有大神已经写了：解析vue2.0的diff算法