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JavaScript 高級(jí)技巧 Memoization

劉德剛 / 1704人閱讀

摘要：來源于拉丁語，不要與混淆了。本文首先介紹一個(gè)簡單的使用優(yōu)化技術(shù)的例子，然后解讀和庫中使用的源碼，加深理解?？偨Y(jié)是一種優(yōu)化技術(shù)，避免一些不必要的重復(fù)計(jì)算，可以提高計(jì)算速度。

memoization 來源于拉丁語 memorandum ("to be remembered")，不要與 memorization 混淆了。

首先來看一下維基百科的描述：

In computing, memoization or memoisation is an optimization technique used primarily to speed up computer programs by storing the results of expensive function calls and returning the cached result when the same inputs occur again.

簡單來說，memoization 是一種優(yōu)化技術(shù)，主要用于通過存儲(chǔ)昂貴的函數(shù)調(diào)用的結(jié)果來加速計(jì)算機(jī)程序，并在再次發(fā)生相同的輸入時(shí)返回緩存的結(jié)果。

本文首先介紹一個(gè)簡單的使用 memoization 優(yōu)化技術(shù)的例子，然后解讀 underscore 和 reselect 庫中使用 memoization 的源碼，加深理解。

階乘 不使用 memoization

不假思索，我們會(huì)立即寫下如下的代碼：

const factorial = n => {
    if (n === 1) {
        return 1
    } else {
        return factorial(n - 1) * n
    }
};
使用 memoization 
const cache = []
const factorial = n => {
    if (n === 1) {
        return 1
    } else if (cache[n - 1]) {
        return cache[n - 1]
    } else {
        let result = factorial(n - 1) * n
        cache[n - 1] = result
        return result
    }
};
使用 閉包 和 memoization

常見的方式是 閉包 和 memoization 一起搭配使用：

const factorialMemo = () => {
    const cache = []
    const factorial = n => {
        if (n === 1) {
            return 1
        } else if (cache[n - 1]) {
            console.log(`get factorial(${n}) from cache...`)
            return cache[n - 1]
        } else {
            let result = factorial(n - 1) * n
            cache[n - 1] = result
            return result
        }
    }
    return factorial
};
const factorial = factorialMemo();

繼續(xù)變形,下面這種編寫方式是最常見的形式。

const factorialMemo = func => {
    const cache = []
    return function(n) {
        if (cache[n - 1]) {
            console.log(`get factorial(${n}) from cache...`)
            return cache[n - 1]
        } else {
            const result = func.apply(null, arguments)
            cache[n - 1] = result
            return result
        }
    }
}

const factorial = factorialMemo(function(n) {
    return n === 1 ? 1 : factorial(n - 1) * n
});

從階乘的這個(gè)例子可以知道 memoization 是一個(gè)空間換時(shí)間的方式，存儲(chǔ)執(zhí)行結(jié)果，下次再次發(fā)生相同的輸入會(huì)直接輸出結(jié)果，提高了執(zhí)行的速度。

underscore 源碼中的 memoization 
// Memoize an expensive function by storing its results.
_.memoize = function(func, hasher) {
    var memoize = function(key) {
        var cache = memoize.cache;
        var address = "" + (hasher ? hasher.apply(this, arguments) : key);
        if (!_.has(cache, address)) cache[address] = func.apply(this, arguments);
        return cache[address];
    };
    memoize.cache = {};
    return memoize;
};

代碼一目了然，使用 _.memoize 來實(shí)現(xiàn)階乘如下：

const factorial = _.memoize(function(n) {
    return n === 1 ? 1 : factorial(n - 1) * n
});

參照這個(gè)源碼，上面的階乘繼續(xù)可以變形如下：

const factorialMemo = func => {
    const memoize = function(n) {
        const cache = memoize.cache
        if (cache[n - 1]) {
            console.log(`get factorial(${n}) from cache...`)
            return cache[n - 1]
        } else {
            const result = func.apply(null, arguments)
            cache[n - 1] = result
            return result
        }
    }
    memoize.cache = []
    return memoize
}

const factorial = factorialMemo(function(n) {
    return n === 1 ? 1 : factorial(n - 1) * n
});
reselect 源碼中的 memoization 
export function defaultMemoize(func, equalityCheck = defaultEqualityCheck) {
    let lastArgs = null
    let lastResult = null
    // we reference arguments instead of spreading them for performance reasons
    return function () {
        if (!areArgumentsShallowlyEqual(equalityCheck, lastArgs, arguments)) {
            // apply arguments instead of spreading for performance.
            lastResult = func.apply(null, arguments)
        }

        lastArgs = arguments
        return lastResult
    }
};

從源碼可以知道當(dāng) lastArgs 與 arguments 相同的時(shí)候，就不會(huì)再執(zhí)行 func。

總結(jié)

memoization 是一種優(yōu)化技術(shù)，避免一些不必要的重復(fù)計(jì)算，可以提高計(jì)算速度。

參考

Memoization wiki

Understanding JavaScript Memoization In 3 Minutes

Underscore

reselect

Implementing Memoization in JavaScript

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