【VUE面试】Vue2和Vue3的diff算法中，key的作用分别是什么？

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在 Vue2 和 Vue3 的 Diff 算法里，key 都起着关键作用，但由于两个版本的 Diff 算法实现有所不同，key
的具体作用和使用场景也存在一些差异。以下详细介绍：

Vue2 中 `key` 的作用

1. 辅助节点复用

在 Vue2 的 Diff 算法中，使用双指针法（双端比较）来比较新旧虚拟 DOM 树的子节点。当子节点带有 key 时，Vue 可以通过 key 来判断两个节点是否为同一节点，从而决定是否复用该节点。
例如，有如下代码：

<template>
  <div>
    <ul>
      <li v-for="item in list" :key="item.id">{{ item.name }}</li>
    </ul>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      list: [
        { id: 1, name: 'Apple' },
        { id: 2, name: 'Banana' },
        { id: 3, name: 'Cherry' }
      ]
    };
  }
};
</script>

当 list 数据更新时，Vue 会根据 key 来判断哪些节点可以复用。如果没有 key，Vue 只能按照节点的顺序进行比较，可能会导致不必要的 DOM 操作。

2. 提升列表渲染性能

在列表渲染中，使用唯一的 key 可以避免 Vue 进行全量比较。当列表中的元素发生增删改查操作时，Vue 可以通过 key 快速定位到需要更新的节点，而不是重新创建和销毁大量的 DOM 元素。
比如，在一个动态列表中，如果删除了某个元素，Vue 可以根据 key 准确地移除对应的 DOM 节点，而不是重新渲染整个列表。

3. 避免状态紊乱

在一些复杂的场景中，如表单输入、动画过渡等，使用 key 可以确保每个节点的状态正确。如果没有 key，Vue 可能会复用错误的节点，导致输入框的值、动画状态等出现紊乱。

Vue3 中 `key` 的作用

1. 优化快速 Diff 算法

Vue3 引入了快速 Diff 算法，该算法通过建立 key 到新索引的映射表来提高比较效率。在处理中间部分的子节点时，Vue3 会先遍历新节点列表，将每个节点的 key 和索引存储在 Map 中。然后遍历旧节点列表，通过 key 快速找到该节点在新节点列表中的位置，从而减少比较和查找的次数。
以下是一个简化的示例：

<template>
  <div>
    <ul>
      <li v-for="item in newList" :key="item.id">{{ item.name }}</li>
    </ul>
  </div>
</template>

<script setup>
import { ref } from 'vue';

const newList = ref([
  { id: 1, name: 'Apple' },
  { id: 2, name: 'Banana' },
  { id: 3, name: 'Cherry' }
]);
</script>

在这个例子中，Vue3 可以通过 key 快速确定每个节点的新位置，从而高效地更新 DOM。

2. 结合最长递增子序列优化节点移动

在确定需要移动的节点时，Vue3 会使用最长递增子序列算法。key 可以帮助算法准确地找到哪些节点需要移动，以及如何移动这些节点，避免了不必要的 DOM 移动操作，进一步提升性能。

3. 保持节点状态一致性

和 Vue2 一样，在 Vue3 中使用 key 也可以确保每个节点的状态在更新过程中保持一致，避免出现状态紊乱的问题。

总结

在 Vue2 和 Vue3 中，key 都主要用于辅助节点复用、提升渲染性能和保持节点状态一致性。但 Vue3 利用 key 对快速 Diff 算法进行了优化，通过建立映射表和结合最长递增子序列算法，进一步提高了 Diff 算法的效率。在使用 key 时，应确保其唯一性，以充分发挥 key 的作用。

在实际项目中，key 在 Vue 框架的列表渲染里起着至关重要的作用，合理使用 key
能显著提升性能，反之则可能导致性能下降。下面结合不同的项目场景，详细阐述 key 对性能的具体影响。

1. 列表数据稳定时，合理使用 `key` 提升复用效率

在项目中，若存在一个展示用户信息的列表，且列表数据更新频率较低、相对稳定，此时为每个列表项添加唯一的 key 能极大提高节点复用效率。

示例代码

<template>
  <div>
    <ul>
      <li v-for="user in users" :key="user.id">{{ user.name }}</li>
    </ul>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      users: [
        { id: 1, name: 'Alice' },
        { id: 2, name: 'Bob' },
        { id: 3, name: 'Charlie' }
      ]
    };
  }
};
</script>

性能影响分析
当列表数据发生更新，比如修改某个用户的信息时，Vue 能借助 key 精准识别出哪些节点发生了变化，仅对这些变化的节点进行更新，而不是重新创建整个列表。这大大减少了 DOM 操作的次数，从而提升了性能。

2. 列表数据动态变化时，`key` 助力高效更新

在电商项目的商品列表中，商品数据会频繁更新，如添加新商品、删除已售罄商品等。此时，为商品项添加唯一的 key 能让 Vue 的 Diff 算法更高效地处理这些变化。

示例代码

<template>
  <div>
    <ul>
      <li v-for="product in products" :key="product.id">{{ product.name }}</li>
    </ul>
    <button @click="addProduct">添加商品</button>
    <button @click="removeProduct">删除商品</button>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      products: [
        { id: 1, name: '手机' },
        { id: 2, name: '电脑' },
        { id: 3, name: '平板' }
      ]
    };
  },
  methods: {
    addProduct() {
      const newProduct = { id: this.products.length + 1, name: `商品${this.products.length + 1}` };
      this.products.push(newProduct);
    },
    removeProduct() {
      if (this.products.length > 0) {
        this.products.pop();
      }
    }
  }
};
</script>

性能影响分析
当执行添加或删除商品的操作时，Vue 会依据 key 迅速定位到需要新增或移除的节点，直接进行相应的 DOM 操作。若没有 key，Vue 只能按顺序逐个比较节点，可能会导致大量不必要的 DOM 操作，严重影响性能。

3. 不恰当使用 `key` 导致性能下降

若在项目中为列表项使用了错误的 key，例如使用索引作为 key，当列表数据顺序发生变化时，会引发性能问题。

示例代码

<template>
  <div>
    <ul>
      <li v-for="(item, index) in items" :key="index">{{ item }}</li>
    </ul>
    <button @click="reverseItems">反转列表</button>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      items: ['A', 'B', 'C']
    };
  },
  methods: {
    reverseItems() {
      this.items.reverse();
    }
  }
};
</script>

性能影响分析
当点击“反转列表”按钮时，由于使用索引作为 key，Vue 会认为每个索引对应的节点都发生了变化，从而对所有节点进行更新，即便节点的内容实际上并未改变。这会造成大量不必要的 DOM 操作，降低性能。

4. 动画场景中，`key` 确保状态和动画正确

在项目的动画过渡效果里，合理使用 key 能保证元素的状态和动画效果正常展示。

示例代码

<template>
  <div>
    <transition-group>
      <span v-for="item in items" :key="item" class="item">{{ item }}</span>
    </transition-group>
    <button @click="addItem">添加元素</button>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      items: ['a', 'b', 'c']
    };
  },
  methods: {
    addItem() {
      this.items.push(String.fromCharCode(this.items.length + 97));
    }
  }
};
</script>

<style scoped>
.item {
  display: inline-block;
  margin-right: 10px;
  transition: all 0.3s ease;
}
</style>

性能影响分析
当添加新元素时，Vue 会根据 key 识别出新增的元素，并为其应用相应的动画效果。若没有 key，动画效果可能无法正常显示，甚至会出现元素状态混乱的情况，影响用户体验。

综上所述，在实际项目中，合理使用 key 能有效提升性能，确保元素状态和动画效果的正确性；而不恰当使用 key 则会导致性能下降和各种异常问题。因此，在开发过程中，要根据具体的业务场景为列表项选择合适的 key。