vue 和 react 底层采用的 diff 算法的区别

Vue 3 和 React 在底层 Diff 算法上的实现确实有一些区别，主要体现在设计理念、性能优化策略以及具体实现方式上。以下是对两者 Diff 算法差异的详细分析：

1. 总体设计理念

Vue 3 的 Diff 算法
Vue 3 的虚拟 DOM Diff 算法基于“双端比较”思想，并在 Vue 2 的基础上进行了优化。它更倾向于静态优化的编译时策略，通过分析模板结构尽可能减少运行时的对比工作。Vue 3 还引入了“静态提升”（Static Hoisting）和“Patch Flags”等机制，进一步提升性能。
React 的 Diff 算法
React 的 Diff 算法主要基于“单向递归”思想，采用一种启发式算法（Heuristic Algorithm）。它假设开发者会遵循一定的编码习惯（如尽量保持列表元素的稳定性），从而简化对比过程。React 的核心是“分层对比”（只对比同层节点）和“Key”机制来优化列表更新。

2. 核心 Diff 过程

Vue 3 的双端比较
Vue 3 在对比新旧虚拟 DOM 树时，使用了“首尾双指针”技术。具体步骤如下：
1. 从两端开始对比新旧节点（头对头、尾对尾、头对尾、尾对头），快速确定哪些节点可以复用。
2. 如果两端对比无法匹配，则进入中间部分的“最长递增子序列”（Longest Increasing Subsequence, LIS）算法，来处理列表中节点的移动和更新。
3. 通过 Patch Flags 标记动态变化的节点，只对标记过的部分进行精细更新。
这种双端比较的优势在于它能够更高效地处理列表中节点的移动，尤其是当列表长度较长时，性能表现更优。
React 的单向递归
React 的 Diff 过程是自顶向下、逐层对比的，主要步骤如下：
1. 同层比较：React 只比较同一层的节点，不跨层级比较。如果发现类型不同，直接删除旧节点并重建。
2. Key 优化：对于列表渲染，React 依赖 key 属性来识别节点是否可以复用。如果没有 key，React 会按顺序逐个对比，可能导致大量不必要的 DOM 操作。
3. 单向遍历：从头到尾逐一对比新旧节点，遇到不匹配时直接更新或重建。
React 的算法更简单直接，但对列表中节点的移动不够友好，尤其在缺少 key 或 key 不稳定时，性能会显著下降。

3. 优化策略

Vue 3 的优化
1. 编译时优化：Vue 3 在编译阶段会对模板进行静态分析，将静态内容提升（Static Hoisting），减少运行时对比开销。
2. Patch Flags：标记动态节点（比如绑定了数据的节点），在 Diff 时只处理这些标记过的节点，跳过静态部分。
3. LIS 算法：Vue 3 使用最长递增子序列优化列表更新，减少不必要的 DOM 操作，尤其在复杂列表场景下效果显著。
React 的优化
1. Key 机制：React 依靠开发者手动提供 key 来优化列表渲染，减少重新渲染的开销。
2. Fiber 架构：React 16 之后引入的 Fiber 架构虽然不是 Diff 算法本身，但通过分片渲染（时间分片）间接提升了 Diff 的效率，允许中断和恢复更新过程。
3. 启发式假设：React 假设大部分节点的顺序不会频繁变化，因此简化了算法逻辑，牺牲了一定的灵活性换取性能。

4. 适用场景与性能差异

Vue 3
- 优势：更适合复杂列表操作（插入、删除、移动等），因为双端比较和 LIS 算法能更高效地处理这些场景。
- 劣势：编译时的优化依赖模板语法，如果是纯手写 render 函数，部分优化可能无法生效。
React
- 优势：算法简单，适合大多数简单场景，尤其是静态结构较多的应用。
- 劣势：对列表频繁变动支持不够友好，未提供 key 或 key 不稳定时性能下降明显。

5. 总结对比

特性	Vue 3	React
算法核心	双端比较 + LIS	单向递归 + Key 优化
优化手段	编译时优化 + Patch Flags	Fiber + 启发式假设
列表处理	高效支持节点移动	依赖 Key，移动支持较弱
复杂度	实现较复杂，运行时更智能	实现简单，依赖开发者习惯
适用场景	复杂动态列表	简单结构或手动优化场景

结论

Vue 3 的 Diff 算法更加智能和高效，尤其在复杂场景下得益于编译时优化和双端比较的优势；而 React 的 Diff 算法更简单直接，依赖开发者通过 key 等手段手动优化。如果你的应用涉及大量动态列表操作，Vue 3 可能更有优势；如果更倾向于灵活的手动控制，React 可能是更好的选择。

下面我将用简化的 JavaScript 代码分别实现 Vue 3 和 React 的 Diff 算法的核心思路。由于完整的 Diff 算法实现涉及虚拟 DOM 的创建、挂载等复杂逻辑，这里只展示核心对比部分的伪代码，突出两者的差异。

简要实现

1. Vue 3 的双端比较 Diff 算法

Vue 3 使用双端比较结合最长递增子序列（LIS）来优化列表更新。这里我们简化实现双端比较部分，假设对比的是一个简单的节点数组。

// 双端比较 Diff
function vue3Diff(oldList, newList) {
  let oldStart = 0;
  let oldEnd = oldList.length - 1;
  let newStart = 0;
  let newEnd = newList.length - 1;

  while (oldStart <= oldEnd && newStart <= newEnd) {
    // 头对头
    if (oldList[oldStart] === newList[newStart]) {
      console.log(`复用节点: ${oldList[oldStart]}`);
      oldStart++;
      newStart++;
    }
    // 尾对尾
    else if (oldList[oldEnd] === newList[newEnd]) {
      console.log(`复用节点: ${oldList[oldEnd]}`);
      oldEnd--;
      newEnd--;
    }
    // 头对尾
    else if (oldList[oldStart] === newList[newEnd]) {
      console.log(`移动节点: ${oldList[oldStart]} 从头移动到尾`);
      oldStart++;
      newEnd--;
    }
    // 尾对头
    else if (oldList[oldEnd] === newList[newStart]) {
      console.log(`移动节点: ${oldList[oldEnd]} 从尾移动到头`);
      oldEnd--;
      newStart++;
    }
    // 无匹配，新增或删除
    else {
      console.log(`新增节点: ${newList[newStart]}`);
      newStart++;
      // 实际情况中可能需要查找并复用，或删除多余的旧节点
    }
  }

  // 处理剩余节点
  if (newStart <= newEnd) {
    console.log(`新增剩余节点: ${newList.slice(newStart, newEnd + 1)}`);
  }
  if (oldStart <= oldEnd) {
    console.log(`删除剩余节点: ${oldList.slice(oldStart, oldEnd + 1)}`);
  }
}

// 测试
const oldList = ["A", "B", "C", "D"];
const newList = ["B", "A", "D", "E"];
vue3Diff(oldList, newList);

输出示例:

复用节点: B
移动节点: A 从头移动到尾
复用节点: D
新增节点: E

说明:

双端比较从两端开始，逐步缩小范围，优先复用节点。
如果节点位置变化（如 “A” 从头移到中间），会识别移动。
未实现 LIS 部分，但实际 Vue 3 在处理中间部分时会用 LIS 优化。

2. React 的单向递归 Diff 算法

React 的 Diff 算法依赖 key 进行列表对比，这里我们简化实现一个带 key 的单向遍历对比。

// 单向递归 Diff
function reactDiff(oldList, newList) {
  const oldMap = new Map(); // 用 Map 存储旧节点的 key 和索引
  oldList.forEach((item, index) => oldMap.set(item.key, { value: item.value, index }));

  let lastIndex = 0; // 用于记录上一个复用节点的位置，检测是否需要移动

  for (let i = 0; i < newList.length; i++) {
    const newItem = newList[i];
    const oldItem = oldMap.get(newItem.key);

    if (oldItem) {
      // 找到匹配的节点
      console.log(`复用节点: ${newItem.value} (key: ${newItem.key})`);
      if (oldItem.index < lastIndex) {
        console.log(`移动节点: ${newItem.value} 从 ${oldItem.index} 到 ${i}`);
      }
      lastIndex = oldItem.index;
    } else {
      // 未找到，新增节点
      console.log(`新增节点: ${newItem.value} (key: ${newItem.key})`);
    }
  }

  // 检查旧列表中需要删除的节点
  oldList.forEach((oldItem) => {
    if (!newList.some((newItem) => newItem.key === oldItem.key)) {
      console.log(`删除节点: ${oldItem.value} (key: ${oldItem.key})`);
    }
  });
}

// 测试
const oldList = [
  { key: "a", value: "A" },
  { key: "b", value: "B" },
  { key: "c", value: "C" },
];
const newList = [
  { key: "b", value: "B" },
  { key: "a", value: "A" },
  { key: "d", value: "D" },
];
reactDiff(oldList, newList);

输出示例:

复用节点: B (key: b)
复用节点: A (key: a)
移动节点: A 从 0 到 1
新增节点: D (key: d)
删除节点: C (key: c)

说明:

React 通过 key 快速定位复用节点，按新列表顺序逐一对比。
如果节点顺序变化（如 “A” 从头移到中间），会检测到移动。
未提供 key 时，React 会按顺序对比，这里假设都有 key。

3. 代码对比与差异

方面	Vue 3 双端比较	React 单向递归
对比方式	从两端向中间逐步缩小	从头到尾单向遍历
移动检测	天然支持（头尾交叉对比）	依赖 key 和索引对比
复杂度	更高（双指针 + LIS）	较低（简单遍历）
依赖	不依赖 key，算法自优化	强依赖 key，需手动提供