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Javascript中如何实现函数缓存?函数缓存有哪些应用场景?

时间:02-13来源:作者:点击数:28
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一、是什么

函数缓存,就是将函数运算过的结果进行缓存

本质上就是用空间(缓存存储)换时间(计算过程)

常用于缓存数据计算结果和缓存对象

  • const add = (a,b) => a+b;
  • const calc = memoize(add); // 函数缓存
  • calc(10,20);// 30
  • calc(10,20);// 30 缓存

缓存只是一个临时的数据存储,它保存数据,以便将来对该数据的请求能够更快地得到处理

二、如何实现

实现函数缓存主要依靠闭包、柯里化、高阶函数,这里再简单复习下:

闭包

闭包可以理解成,函数 + 函数体内可访问的变量总和

  • (function() {
  •    var a = 1;
  •    function add() {
  •        const b = 2
  •        let sum = b + a
  •        console.log(sum); // 3
  •   }
  •    add()
  • })()

add函数本身,以及其内部可访问的变量,即 a = 1,这两个组合在⼀起就形成了闭包

柯里化

把接受多个参数的函数转换成接受一个单一参数的函数

  • // 非函数柯里化
  • var add = function (x,y) {
  •    return x+y;
  • }
  • add(3,4) //7
  • // 函数柯里化
  • var add2 = function (x) {
  •    //**返回函数**
  •    return function (y) {
  •        return x+y;
  •   }
  • }
  • add2(3)(4) //7

将一个二元函数拆分成两个一元函数

高阶函数

通过接收其他函数作为参数或返回其他函数的函数

  • function foo(){
  •  var a = 2;
  •  function bar() {
  •    console.log(a);
  • }
  •  return bar;
  • }
  • var baz = foo();
  • baz();//2

函数 foo 如何返回另一个函数 barbaz 现在持有对 foo 中定义的bar 函数的引用。由于闭包特性,a的值能够得到

下面再看看如何实现函数缓存,实现原理也很简单,把参数和对应的结果数据存在一个对象中,调用时判断参数对应的数据是否存在,存在就返回对应的结果数据,否则就返回计算结果

如下所示

  • const memoize = function (func, content) {
  •  let cache = Object.create(null)
  •  content = content || this
  •  return (...key) => {
  •    if (!cache[key]) {
  •      cache[key] = func.apply(content, key)
  •   }
  •    return cache[key]
  • }
  • }

调用方式也很简单

  • const calc = memoize(add);
  • const num1 = calc(100,200)
  • const num2 = calc(100,200) // 缓存得到的结果

过程分析:

  • 在当前函数作用域定义了一个空对象,用于缓存运行结果
  • 运用柯里化返回一个函数,返回的函数由于闭包特性,可以访问到cache
  • 然后判断输入参数是不是在cache的中。如果已经存在,直接返回cache的内容,如果没有存在,使用函数func对输入参数求值,然后把结果存储在cache

三、应用场景

虽然使用缓存效率是非常高的,但并不是所有场景都适用,因此千万不要极端的将所有函数都添加缓存

以下几种情况下,适合使用缓存:

  • 对于昂贵的函数调用,执行复杂计算的函数
  • 对于具有有限且高度重复输入范围的函数
  • 对于具有重复输入值的递归函数
  • 对于纯函数,即每次使用特定输入调用时返回相同输出的函数

new操作符具体干了什么?

一、是什么

JavaScript中,new操作符用于创建一个给定构造函数的实例对象

例子

  • function Person(name, age){
  •    this.name = name;
  •    this.age = age;
  • }
  • Person.prototype.sayName = function () {
  •    console.log(this.name)
  • }
  • const person1 = new Person('Tom', 20)
  • console.log(person1)  // Person {name: "Tom", age: 20}
  • t.sayName() // 'Tom'

从上面可以看到:

  • new 通过构造函数 Person 创建出来的实例可以访问到构造函数中的属性
  • new 通过构造函数 Person 创建出来的实例可以访问到构造函数原型链中的属性(即实例与构造函数通过原型链连接了起来)

现在在构建函数中显式加上返回值,并且这个返回值是一个原始类型

  • function Test(name) {
  •  this.name = name
  •  return 1
  • }
  • const t = new Test('xxx')
  • console.log(t.name) // 'xxx'
  • 可以发现,构造函数中返回一个原始值,然而这个返回值并没有作用
  • 下面在构造函数中返回一个对象
  • function Test(name) {
  •  this.name = name
  •  console.log(this) // Test { name: 'xxx' }
  •  return { age: 26 }
  • }
  • const t = new Test('xxx')
  • console.log(t) // { age: 26 }
  • console.log(t.name) // 'undefined'

从上面可以发现,构造函数如果返回值为一个对象,那么这个返回值会被正常使用

二、流程

从上面介绍中,我们可以看到new关键字主要做了以下的工作:

  • 创建一个新的对象obj
  • 将对象与构建函数通过原型链连接起来
  • 将构建函数中的this绑定到新建的对象obj
  • 根据构建函数返回类型作判断,如果是原始值则被忽略,如果是返回对象,需要正常处理

举个例子:

  • function Person(name, age){
  •    this.name = name;
  •    this.age = age;
  • }
  • const person1 = new Person('Tom', 20)
  • console.log(person1)  // Person {name: "Tom", age: 20}
  • t.sayName() // 'Tom'

三、手写new操作符

现在我们已经清楚地掌握了new的执行过程

那么我们就动手来实现一下new

  • function mynew(Func, ...args) {
  •    // 1.创建一个新对象
  •    const obj = {}
  •    // 2.新对象原型指向构造函数原型对象
  •    obj.__proto__ = Func.prototype
  •    // 3.将构建函数的this指向新对象
  •    let result = Func.apply(obj, args)
  •    // 4.根据返回值判断
  •    return result instanceof Object ? result : obj
  • }

测试一下

  • function mynew(func, ...args) {
  •    const obj = {}
  •    obj.__proto__ = func.prototype
  •    let result = func.apply(obj, args)
  •    return result instanceof Object ? result : obj
  • }
  • function Person(name, age) {
  •    this.name = name;
  •    this.age = age;
  • }
  • Person.prototype.say = function () {
  •    console.log(this.name)
  • }
  • let p = mynew(Person, "huihui", 123)
  • console.log(p) // Person {name: "huihui", age: 123}
  • p.say() // huihui

可以发现,代码虽然很短,但是能够模拟实现new。

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