React 中的虛擬 DOM：提高效能和效率

React 中的虛擬 DOM：提升效能與效率

虛擬 DOM (VDOM) 是 React 使用的一個概念，透過最大限度地減少對真實 DOM 的直接更新來提高 Web 應用程式的效能。它是實際 DOM 元素的輕量級記憶體表示，允許 React 高效管理 UI 更新。

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1.什麼是虛擬 DOM？

虛擬 DOM 是記憶體中實際 DOM 的虛擬表示。它是一種程式設計概念，用於透過減少對真實 DOM 的直接更新次數來提高 Web 應用程式的速度和效能。 React 每當渲染元件時都會建立一個虛擬 DOM。

流程如下：

1. React 建立 UI 元件的虛擬 DOM 表示。
2. React 將虛擬 DOM 與實際 DOM 進行比較（這個過程稱為協調）。
3. React 確定發生了什麼變化，並且只在必要時更新真實的 DOM。

這個過程確保了真實 DOM 的高效更新，從而帶來更好的效能，特別是對於狀態頻繁變化的複雜應用程式。

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2.虛擬 DOM 如何運作？

a.初始渲染

• 當元件首次渲染時，React 會建立一個代表 UI 的虛擬 DOM。
• React 將虛擬 DOM 與真實 DOM 進行比較並進行必要的變更。

b.狀態變更或更新

• 當使用者與 UI 互動或元件狀態改變時，React 會先更新虛擬 DOM，而不是真實 DOM。
• React 然後使用名為 協調.
的演算法將先前的虛擬 DOM 與目前的虛擬 DOM 進行比較
• React 計算兩個虛擬 DOM 之間的 diff（差異），並確定對真實 DOM 進行的最小更改集。

c.更新真實 DOM

• React 根據與虛擬 DOM 的比較，僅對真實 DOM 進行必要的更改，確保更新最少且高效。
• 真正的 DOM 僅在必要時更新，減少完全重新渲染的耗時過程。

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3.為什麼要用虛擬 DOM？

a.效能最佳化

虛擬 DOM 透過減少對真實 DOM 的直接操作次數來增強效能。直接更新真實 DOM 的速度很慢，並且會對應用程式的效能產生負面影響。透過使用虛擬 DOM，React 最大限度地減少了這些操作。

b.最少的重塗和回流

操作真實的 DOM 可能會導致不必要的重繪和回流，這些操作在性能方面是昂貴的。虛擬 DOM 確保僅進行必要的更改，避免瀏覽器中不必要的重繪和回流。

c.高效率更新

當元件的狀態改變時，React 會將新的虛擬 DOM 與前一個虛擬 DOM 進行比較，僅計算需要反映在實際 DOM 中的最小變化集。這種選擇性更新過程有助於保持應用程式的高效能。

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4.虛擬 DOM 與真實 DOM

真實 DOM

• 更新速度較慢：直接操作真實 DOM 可能會很慢且效率低。
• 需要完全重新渲染：當狀態改變時，整個UI可能需要重新渲染，這非常耗時。

虛擬 DOM

• 更快的更新：React 先更新虛擬 DOM，然後將其與真實 DOM 進行比較，確保進行最少的更改。
• 高效率的重新渲染：React 只更新 UI 變更的部分，而不是重新渲染整個元件。

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5.差異演算法

比較演算法是React比較虛擬DOM和真實DOM的過程。其工作原理如下：

1. 比較：React 比較之前狀態的虛擬 DOM 與新的虛擬 DOM。
2. 計算：計算兩個虛擬DOM之間的diffs（差異）。
3. 高效更新：React 根據計算出的差異僅對真實 DOM 進行必要的更改。

比較演算法確保 React 的虛擬 DOM 和真實 DOM 始終以最小的努力保持同步，從而使更新快速且有效率。

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6.虛擬 DOM 的好處

• 效能提升：虛擬 DOM 透過減少對真實 DOM 的不必要更新來顯著提高效能。
• 更快的 UI 渲染：透過僅更新 UI 的必要部分，React 可確保快速且響應靈敏的使用者介面。
• 針對複雜應用程式進行了最佳化：對於具有許多元件的大型應用程序，虛擬 DOM 有助於 React 有效地管理狀態更改，避免速度下降。

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7.虛擬 DOM 的限制

• 記憶體消耗：虛擬 DOM 增加了額外的記憶體使用層，因為它需要維護 UI 的記憶體中表示。
• 不是靈丹妙藥：雖然虛擬 DOM 提高了效能，但它並不能完全消除對最佳化程式碼的需求。開發人員仍然需要編寫高效的元件並明智地管理狀態。

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8.結論

虛擬 DOM 是 React 中的一個基本概念，它允許在現代 Web 應用程式中進行高效更新和效能最佳化。透過減少不必要的 DOM 操作並利用 diffing 等演算法，React 確保僅將所需的變更應用於真實 DOM，從而使應用程式更快、更快地回應。了解虛擬 DOM 的工作原理對於建立高效能 React 應用程式至關重要。

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