多图讲解Vue3的diff算法最长递增子序列实现原理

vue3的diff的算法用到了最长递增子序列那么到底vue3是如何实现的呐？本文将通过一系列图文的方式，给大家分析下，最后会附上Vue3的源码和注释。多图警告

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let i = 0;
const source = [2, 5, 6, 1, 7, 3, 4, 10]; // 原数组
const resIndex = [] // 存储下标索引的结果

接下来我们一步一步通过图文的方式看vue是如何求出source的最长递增子序列的。

i = 0

resIndex为空数组，所以source[0] = 2的下标直接放入resIndex结果中。此时resIndex中最大值为2.

i =1

source[i] = 5 大于resIndex最后一项代表的值2，所以将5对象的下标 1 加入resIndex中。

resIndex中下标1的前一项索引为0 添加1指向0的前指针如图箭头。

i =2

source[i] = 6 大于resIndex最后一项代表的值5，所以将6对象的下标 2 加入resIndex中。

resIndex中下标2的前一项索引为1 添加2指向1的前指针如图箭头。

i =3

source[i] = 1 小于resIndex最后一项代表的值6，所以通过二分查找找到比对象1小的，然后用1替换掉下一位。

例如这个例子中 resIndex=[0,1,2] resValue=[2,5,6] 因为序列是递增的，1和2相比大于2的数字一定大于1 所以这里根据贪心算法 使用1替换掉2 同时更新resIndex=[3,1,2]

resIndex中下标3的前一项索引为空所以不需要添加前指针如图箭头。

i = 4

source[i] = 7 大于resIndex最后一项代表的值6，所以将7对象的下标 4 加入resIndex中

resIndex中下标4的前一项索引为2 添加4指向2的前指针如图箭头。

i = 5

source[i] = 3 小于resIndex最后一项代表的值7，所以通过二分查找找到比对象3小的，然后用3替换掉下一位。

例如这个例子中 resIndex=[3,1,2,4] resValue=[1,5,6,7] 因为序列是递增的，3和5相比大于5的数字一定大于3 所以这里根据贪心算法 使用3替换掉5 同时更新resIndex=[3,5,2，4]

resIndex中下标5的前一项索引为3 添加5指向3的前指针如图箭头。

i = 6

source[i] = 4 小于resIndex最后一项代表的值7，所以通过二分查找找到比对象4小的，然后用4替换掉下一位。

例如这个例子中 resIndex=[3,5,2,4] resValue=[1,3,6,7] 因为序列是递增的，4和6相比大于6的数字一定大于4 所以这里根据贪心算法 使用4替换掉6 同时更新resIndex=[3,5, 6，4]

resIndex中下标6的前一项索引为5 添加6指向5的前指针如图箭头。

i = 7

source[i] = 10 大于resIndex最后一项代表的值7，所以将 10 对象的下标 7 加入resIndex中

resIndex中下标7的前一项索引为4 添加7指向4的前指针如图箭头。

产生的问题

目前我们已经得到了resIndex=[3,5,6,4,7] 代表的值value =[1,3,4,7,10]

我们已知最终结果为：[2,5,6,7,10]

显然目前长度是和结果一致的但是数据明显不对。

这是因为贪心算法在做替换的时只关注当前的局部最优解而导致了最终结果的偏差。

所以我们需要对结果进行修正，此时就会用到我们之前设置的前指针.

回溯修正

我们从resIndex的最后一项开始从后向前根据前指针重新生成一个新的resIndex和新的结果。

第一步： resIndex = [7] value=[10]
第二步：下标7的前指针为下标4 所以将下标4加入 resIndex = [4,7] value=[7,10]
第三步：下标4的前指针为下标2 所以将下标2加入 resIndex = [2,4,7] value=[6,7,10]
第四步：下标2的前指针为下标1 所以将下标1加入 resIndex = [1,2,4,7] value=[5,6,7,10]
第五步：下标1的前指针为下标0 所以将下标0加入 resIndex = [0,1,2,4,7] value=[2,5,6,7,10]

得到最终的递增序列：resIndex = [0,1,2,4,7] value=[2,5,6,7,10]

vue源码解析: getSequence

ini 复制代码

function getSequence(arr) {
  const p = arr.slice(); // 这个是用于标识前指针的数组 和文章中的箭头等价
  const result = [0]; // result 这个是存储结果索引的数组 和文章中的resIndex等价
  let i, j, u, v, c;
  const len = arr.length;
  for (i = 0; i < len; i++) {
    const arrI = arr[i];
    if (arrI !== 0) { // arrI !== 0 这个判断可以先忽略和最长递增子序列算法无关 是dom操作用于新增节点的
      j = result[result.length - 1];
      if (arr[j] < arrI) { // 这里是判断数组的item是否大于结果的最大值 大于最大值说明递增 
        p[i] = j; // 这里是更新前指针
        result.push(i); // 递增的情况 下标直接加入到结果索引
        continue;
      }
      u = 0;
      v = result.length - 1;
      while (u < v) { // 不大于最大值 通过二分查找 找到正确位置 插入替换
        c = (u + v) >> 1;
        if (arr[result[c]] < arrI) {
          u = c + 1;
        } else {
          v = c;
        }
      }
      if (arrI < arr[result[u]]) {
        if (u > 0) {
          p[i] = result[u - 1]; // 插入替换时 同样更新前指针
        }
        result[u] = i; // 插入替换
      }
    }
  }
  u = result.length;
  v = result[u - 1];
  while (u-- > 0) { // 这里从后向前 回溯修正结果 
    result[u] = v;
    v = p[v];
  }
  return result; // 返回正确的结果索引 注意并不是返回结果数值 算法从头到尾都是对索引操作
}