应用于前端的自然断点法：wasm应用示例

某月某日，虾神本虾接到了这样一个需求，前端获取数据之后，在渲染之前，要对数据进行分类，分类的方法可以选择常用几种，例如等距法、自然断点法、标准差分类法等……

问：为什么要在前端？这种功能不是一般都是在后台实现的么？虽然JavaScript号称能够重写一切，但是这种写算法的事情，本身不是它的领域啊。

答：前端的数据来源可能是很多不同的系统，组合之后得到的，不一定来源于一个系统或者一个库表，如果让后台做，前后台之间的数据传递就太繁杂了，所以甲方想在前端把这事情给做了，再说： 

所以呢，虾神你不是做算法的么？来来来，帮忙给写一个……

虽然我手动写过自然断点法的计算方法，但是我不会JavaScript啊……你要不让我先花两个月，学习一下JavaScript？

虽然自然断点的算法还是比较简单的，我也写过：（见以前的文章：） 但是对于这种造轮子的活动，我一般是努力拒绝的：

所以我果断的把Python推荐给了他，毕竟Python里面已经有好几个身经百战的自然断点法的实现了，然后就毫无意外被拍回来了……

好吧，作为码农，不能说不行……我虽然不会写JavaScript，但是我会写Rust啊……好巧不巧，Rust写的wasm，就正好能在前端用。

首先简单介绍一下wasm

wasm: WebAssembly的简写，是一种新型的浏览器端代码：

用JavaScript的运行原理来说，它实际上是在JS的编译器中动态编译，然后在JS的VM中执行的，那么wasm可以让C/C++/Rust一类的高性能编译语言，转换成一种称之为IR的虚拟指令集，在需要的时候，在转换成JS VM可以运行的机器指令：

这种IR的编译指令，能够最大化的利用客户端的底层(如CPU\内存\显卡等)硬件，所以很多时候，比原生态的JavaScript性能更高。

2019年的时候，wasm就已经正式成为了W3C标准，成为了Web开发的“第四门语言”

有关wasm的其他介绍，大家有兴趣的可以查阅其他资料，反正一句话：这玩意儿就是一个可以运行在前端浏览器上的编译级语言功能。

所以，我们就可以利用一些Rust写的东西，编译成JS可以用的脚本了。

秉承着有的轮子，我们就不用自己去造的原则，首先我们去看看Rust的官方仓库crates.io里面，有没有我们需要的东西：

很快，我告诉你，真的很快啊，就让我找到了这个东西：

然后就简单了——

我们直接去全球最大的同性交友网站gayhub……阿不，github，把这个包clone下来（或者你直接下载zip，然后解压也行），因为作者已经把所有的wasm相关代码都写好，所以你只需要运行编译打包就可以了，注意，官方文档上说-features如下：

wasm-pack build --release -- -features js

在我这里最新的Rust版本里面已经不好使了，直接编译为web就行，命令行如下：

wasm-pack build --release target web

然后看着cargo自动安装一堆东西，自动下载一堆东西，自动编译一堆东西，直到显示：

然后可以了，我们可以看见，在工程根目录下，会得到一个pkg包，里面有我们需要的wasm文件：

其中，index.html是调用的示例文件，搞前端的同学一眼就明白：

然后我们启动一个小http服务器，就可以看见效果了，我这里启动的是python自带的http服务器：

打开浏览器，F12看console:

我们可以简单解析一下这个工程（如果你Rust没有基础也没有兴趣，就可以跳过这一部分了），首先在src/jenks.rs文件中，写了一个函数，做了算法的实现：

//src/jenks.rs

pub fn get_jenks_breaks(num_bins: usize, data: &[T]) -> Vec {
    //jenks的算法见文章开头的链接，这里不解释了
    //这里的就是用Rust把jenks的实现过程写了一遍。
}

这个函数在Rust工程里面是可以直接用的了，我们可以在下面写一个测试方法，来看看效果：

但是我们要在前端调用它，所以必须还要封装成wasm，所以还需要一个对外封装的接口： src/wasm.rs： 前面的#[wasm_bindgen]特性，就是声明该方法，是一个wasm的绑定，这样这个方法编译之后，就可以被前端调用了。

#[wasm_bindgen]
pub fn get_jenks_breaks(no_bins: usize, data: &[f64]) -> Box<[f64]> {
    let breaks = crate::jenks::get_jenks_breaks(no_bins, data);
    breaks.into_boxed_slice()
}

接下去，编译完成之后，会生成.wasm文件，这个文件是一个二进制的文件：

也就是我们前面说的IR（中间过程）文件。

然后前端需要调用的话，还得将它给调度到JS VM里面去，所以Rust的wasm工具包还会编译出方便前端调用的js/ts接口：

这样，你就得到了一个标准的Javascript接口，那么前端同学要调用，就没有任何的难度了……

至此，一个用后台高性能编译型语言编写的算法，就完成了前端封装和调用。

如果你有兴趣研究一下webassembly的话，这个例子我觉得可以当成hello world还好懂……起码你不用写一行代码，而具体里面的技术细节，有兴趣的同学可以查阅：

https://webassembly.org/

https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/WebAssembly

打完收工……