# 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。

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: