深入vue2.0源码系列:手写代码模拟Vue2.0实现虚拟DOM的实现原理

前言

Vue的核心之一是虚拟DOM，这使得Vue在数据变化时可以快速更新DOM而不需要重新渲染整个页面。在本文中，我们将手写代码模拟Vue2.0实现虚拟DOM的实现原理，让您了解其基本原理。

理解

虚拟DOM是一种内存中的表现形式，它是由JavaScript对象构成的树状结构。当Vue的数据发生变化时，Vue会先生成新的虚拟DOM，然后比较新旧虚拟DOM的差异，并将差异应用于真实DOM上。这样做的好处是可以最小化DOM操作，提高页面渲染性能。

实现流程

• 创建虚拟DOM

在应用中，我们首先需要将真实DOM转换成虚拟DOM。虚拟DOM是一个用JavaScript对象来表示真实DOM树的结构，它具有与真实DOM树相同的层级和结构，但它没有任何渲染的能力。

• 比较差异

在虚拟DOM中，我们可以直接比较新旧虚拟DOM之间的差异。在比较过程中，我们需要比较标签名、属性和子节点等属性。如果发现差异，我们需要将其记录下来，以便应用到真实DOM上。

• 应用差异

在比较完成后，我们需要将差异应用到真实DOM上。这个过程包括插入、更新和删除节点等操作。

• 渲染视图

在应用差异后，我们需要重新渲染视图，以便用户可以看到最新的结果。

需要注意的是，在实际开发中，我们需要处理更多的情况，例如事件绑定、生命周期钩子函数等。但总体上，虚拟DOM的实现流程可以概括为以上四个步骤。

HTML代码

如何生成虚拟DOM。以下是一个简单的HTML代码：

<div id="app">
  <p>Hello, {{ name }}</p>
</div>

生成虚拟DOM

可以用以下JavaScript代码来生成虚拟DOM：

const vnode = {
  tag: 'div',
  attrs: {
    id: 'app'
  },
  children: [
    {
      tag: 'p',
      children: [
        {
          text: 'Hello, '
        },
        {
          tag: undefined,
          text: name
        }
      ]
    }
  ]
}

在这里，我们创建了一个名为vnode的对象，它代表了上述HTML代码的虚拟DOM。vnode对象有三个属性：tag、attrs和children。tag属性代表节点的标签名，attrs属性代表节点的属性，children属性代表节点的子节点。如果节点是一个文本节点，那么它将有一个text属性。

创建一个名为createElement的函数来简化虚拟DOM的创建过程：

function createElement(tag, attrs, children) {
  return {
    tag,
    attrs,
    children
  }
}

现在我们已经知道如何创建虚拟DOM，接下来我们来看一下如何比较新旧虚拟DOM的差异。我们可以通过递归遍历两个虚拟DOM树来比较它们之间的差异。以下是一个简单的示例：

function diff(oldVnode, newVnode) {
  // 判断两个虚拟DOM是否相同
  if (oldVnode.tag === newVnode.tag) {
    // 判断文本节点是否发生变化
    if (oldVnode.text !== undefined && oldVnode.text !== newVnode.text) {
      // 更新文本节点
      oldVnode.elm.innerText = newVnode.text
    } else {
      // 递归遍历子节点
      for (let i = 0; i < oldVnode.children.length || i < newVnode.children.length; i++) {
        const oldChild = oldVnode.children[i]
        const newChild = newVnode.children[i]
           // 如果旧子节点不存在，直接插入新子节点
        if (oldChild === undefined) {
          oldVnode.elm.appendChild(createElement(newChild.tag, newChild.attrs, newChild.children))
        } else {
          // 如果新子节点不存在，直接删除旧子节点
          if (newChild === undefined) {
            oldVnode.elm.removeChild(oldChild.elm)
          } else {
            // 递归比较子节点
            diff(oldChild, newChild)
          }
        }
      }
    }} else 
    { // 如果标签名不同，直接替换节点 
const newElm = createElement(newVnode.tag, newVnode.attrs, newVnode.children) oldVnode.elm.parentNode.replaceChild(newElm, oldVnode.elm) 
    } 
  }

在这里，我们创建了一个名为diff的函数，它接受两个参数：旧虚拟DOM和新虚拟DOM。在函数中，我们首先比较两个虚拟DOM的标签名是否相同。如果标签名相同，我们再判断它们是否是文本节点，并比较它们的文本内容是否相同。如果文本内容不同，我们更新文本节点的内容。如果文本内容相同，我们递归比较它们的子节点。如果旧子节点不存在，我们直接插入新子节点。如果新子节点不存在，我们直接删除旧子节点。如果旧子节点和新子节点都存在，我们递归比较它们的子节点。如果标签名不同，我们直接替换节点。

如何应用差异到真实DOM上。我们可以创建一个名为patch的函数来实现这个过程。以下是patch函数的代码：

function patch(vnode, container) {
  if (vnode.elm === undefined) {
    // 如果节点不存在，创建新节点并插入到容器中
    vnode.elm = createElement(vnode.tag, vnode.attrs, vnode.children)
    container.appendChild(vnode.elm)
  } else {
    // 如果节点已存在，比较差异并应用到真实DOM上
    diff(vnode, vnode)
  }
}

在这里，我们首先判断节点是否已经存在。如果节点不存在，我们创建新节点并插入到容器中。如果节点已存在，我们调用diff函数比较新旧虚拟DOM之间的差异，并应用到真实DOM上。

总结一下，我们通过手写代码模拟Vue2.0实现了虚拟DOM的实现原理。我们学习了如何创建虚拟DOM、如何比较新旧虚拟DOM之间的差异以及如何应用差异到真实DOM上。虽然这只是一个简单的示例，但它让我们更好地了解了Vue的核心技术之一。

后续会继续更新vue2.0其他源码系列，包括目前在学习vue3.0源码也会后续更新出来，喜欢的点点关注。

系列文章:

深入vue2.0源码系列:手写代码来模拟Vue2.0的响应式数据实现

两道常见面试题

简单什么是虚拟dom:

当vue中数据发生变化时，vue会生成一个新的虚拟dom树，将旧的虚拟dom树进行比较，找出差异，根据差异找出更新的部分，避免大量无用的DOM操作，提高渲染性能。 虚拟dom还有其他特效，例如用于跨平台使用，或者作用于组件的单元测试，帮助开发者方便对组件进行测试

简单说说diff算法的原理是什么:

diff算法主要用来比较新旧虚拟DOM树的差异，并将差异作用到真实dom树的算法，主要由三个阶段：同层比较，子树比较，节点更新。

同层阶段：vue对新旧虚拟dom树的同层节点进行比较，如果新旧节点相同则将其对应到真实dom节点复用，如果新节点不存在，则将旧节点对应的真实dom节点删除，如果旧节点不存在，则将新节点对应的真实dom节点添加到dom树中，如果新旧节点不同，则进入子树比较阶段；

子树比较：vue对新旧节点的子节点进行比较，然后递归调用同层比较和子数比较，直到找到需要更新的节点；

节点更新：vue根据新的虚拟dom节点生成对应的真实dom节点，并将其插入到dom树中，实现视图更新，这是patch函数过程

diff算法的实现原理主要基于以下几个原则：

1. 尽量复用已有的节点，减少创建和销毁节点的操作。
2. 在同层比较中，使用key来标识节点，以便更快地找到对应的节点。
3. 在比较子节点时，尽量将相同的节点进行复用，从而减少比较和更新的次数。
4. 如果无法通过以上原则来找到需要更新的节点，则直接替换整个子树。