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基础的数据结构

这篇文章不是讲解数据结构的文章,而是结合现实的场景帮助大家理解和复习数据结构与算法, 如果你的数据结构基础很差,建议先去看一些基础教程,再转过来看。

本篇文章的定位是侧重于前端的,通过学习前端中实际场景的数据结构,从而加深大家对数据结构的理解和认识。

线性结构

数组

React Hooks

Hooks的本质就是一个数组, 伪代码:

basic-data-structure-hooks.png

那么为什么hooks要用数组? 我们可以换个角度来解释,如果不用数组会怎么样?

function Form() {
  // 1. Use the name state variable
  const [name, setName] = useState('Mary');

  // 2. Use an effect for persisting the form
  useEffect(function persistForm() {
    localStorage.setItem('formData', name);
  });

  // 3. Use the surname state variable
  const [surname, setSurname] = useState('Poppins');

  // 4. Use an effect for updating the title
  useEffect(function updateTitle() {
    document.title = name + ' ' + surname;
  });

  // ...
}

基于数组的方式,Form的hooks就是 [hook1, hook2, hook3, hook4], 我们可以得出这样的关系, hook1就是[name, setName] 这一对, hook2就是persistForm这个。

如果不用数组实现,比如对象,Form的hooks就是

{
  'key1': hook1,
  'key2': hook2,
  'key3': hook3,
  'key4': hook4,
}

那么问题是key1,key2,key3,key4怎么取呢?

关于React hooks 的本质研究,更多请查看React hooks: not magic, just arrays

队列

message queue

call stack, view stack

链表

React Fiber

很多人都说 fiber 是基于链表实现的,但是为什么要基于链表呢,可能很多人并没有答案,那么我觉得可以把这两个点(fiber 和链表)放到一起来讲下。

fiber 出现的目的其实是为了解决 react 在执行的时候是无法停下来的,需要一口气执行完的问题的。

fiber-intro

图片来自 Lin Clark 在 ReactConf 2017 分享

上面已经指出了引入 fiber 之前的问题,就是 react 会阻止优先级高的代码(比如用户输入)执行。因此 fiber 打算自己自建一个虚拟执行栈来解决这个问题,这个虚拟执行栈的实现是链表。

Fiber 的基本原理是将协调过程分成小块,一次执行一块,然乎将运算结果保存起来,并判断是否有时间(react 自己实现了一个类似 requestIdleCallback 的功能)继续执行下一块。 如果有时间,则继续。 否则跳出,让浏览器主线程歇一会,执行别的优先级高的代码。

当协调过程完成(所有的小块都运算完毕), 那么就会进入提交阶段, 真正的进行副作用(side effect)操作,比如更新DOM,这个过程是没有办法取消的,原因就是这部分有副作用。

问题的关键就是将协调的过程划分为一块块的,最后还可以合并到一起,有点像Map/Reduce。

React 必须重新实现遍历树的算法,从依赖于内置堆栈的同步递归模型,变为具有链表和指针的异步模型

Andrew 是这么说的: 如果你只依赖于[内置]调用堆栈,它将继续工作直到堆栈为空。。。

如果我们可以随意中断调用堆栈并手动操作堆栈帧,那不是很好吗? 这就是 React Fiber 的目的。 Fiber 是堆栈的重新实现,专门用于 React 组件。 你可以将单个 Fiber 视为一个虚拟堆栈帧

react fiber 大概是这样的:

let fiber = {
  tag: HOST_COMPONENT,
  type: "div",
  return: parentFiber,
  children: childFiber,
  sibling: childFiber,
  alternate: currentFiber,
  stateNode: document.createElement("div"),
  props: { children: [], className: "foo"},
  partialState: null,
  effectTag: PLACEMENT,
  effects: []
};

从这里可以看出fiber本质上是个对象,使用parent,child,sibling属性去构建fiber树来表示组件的结构树, return, children, sibling也都是一个fiber,因此fiber看起来就是一个链表。

细心的朋友可能已经发现了, alternate也是一个fiber, 那么它是用来做什么的呢? 它其实原理有点像git, 可以用来执行git revert ,git commit等操作,这部分挺有意思,我会在我的《从零开发git》中讲解

想要了解更多的朋友可以看这个文章

如果可以翻墙, 可以看英文原文

这篇文章也是早期讲述fiber架构的优秀文章

我目前也在写关于《从零开发react系列教程》中关于fiber架构的部分,如果你对具体实现感兴趣,欢迎关注。

非线性结构

二叉树

优先级队列

二叉查找树

平衡树

database engine

AVL

红黑树