Vue虚拟Dom是如何对比更新前后的区别的?最小编辑距离问题!

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题目说明

给你两个单词 word1 和 word2,请你计算出将 word1 转换成 word2 所使用的最少操作数 。

你可以对一个单词进行如下三种操作:

插入一个字符
删除一个字符
替换一个字符
 

示例 1:

输入:word1 = "horse", word2 = "ros"
输出:3
解释:
horse -> rorse (将 'h' 替换为 'r')
rorse -> rose (删除 'r')
rose -> ros (删除 'e')
示例 2:

输入:word1 = "intention", word2 = "execution"
输出:5
解释:
intention -> inention (删除 't')
inention -> enention (将 'i' 替换为 'e')
enention -> exention (将 'n' 替换为 'x')
exention -> exection (将 'n' 替换为 'c')
exection -> execution (插入 'u')

说明

此题是一个最短编辑距离问题,我们在工作中用到工具和框架有很多也是类似的算法。比如Git提交,对比差异。vue中将更新前的虚拟dom改成更新后的虚拟dom(vue中对此做了取舍,有优化)

首先对题意要有个理解:

三种操作,增,删,改,都是针对word1的。但是其实此题目中只要求求出最短操作。所以 word1word2之间,操作互换一样可以达到同样的效果。

比如word1peopleword2peopl,此时,word1末尾删除e 或者 word2末尾增加e都可以达到 word1 == word2 的效果。

所以针对word1增删操作可以转化为对word1或者word2操作 再加上对word1操作

假如当word1和word2末尾相同的时候,其实是相当于没有操作。 比如 people 到peoplpeoplee到people 二者所需要的操作都是相同的。

解题思路一

根据题目意思,我们需要找到最少操作数,最少最优,基本上都和贪心及动态规划有关系。此题需要对比word1和word2进行对比操作。先使用动态规划解决。

  1. 首先构建一个二维数组用来记录子问题的解。
dp "" r (ro) o (ros) s
"" 0 1 2 3
h 1
(ho) o 2
(hor)r 3
(hors)s 4
(horse)e 5

dp[i][j] 表示 ij 所需要的步数,以dp[2][1]为例子,表示“ho”转换到“r” 所需要的操作数

如表,是我们要初始化出来的dp二维数组。表内数字,分别代表竖列到达横排所需要的操作数。 有了dp数组,我们先来操作一次。求出dp[1][1]的值。

  1. dp[1][1]处,word1hword2r。两位不同,那么有三种处理方式
    1. h -> r 更改h,操作数为1,修改之后变成了 rr,参照说明中的第二条,我们再加上dp[0][0]即可
    2. word2增加h变为rh,操作数为1, hrh参照说明中的第二条,就变成了‘’ => "r"所用的步数,dp[0][1]
    3. word1增加r变为hr,操作数为1, hrr参照说明中的第二条,就变成了‘h’ => ""所用的步数,dp[1][0]
  2. 当我们分析出了以上三种情况后,我们肯定要取最小值作为我们此次dp[1][1]所要求出来的值了。
  3. 转换为代码就是 1 + Math.min(dp[0][0],dp[0][1],dp[1][0])
  4. 以上是末尾不相同的情况,如果相同,请参照说明第二条。实际上就是和横纵各退一步的情况相同
  5. 最后我们将dp[i][j]看作此次dp[1][1]时。实际代码就出来了
	dp[i][j] = word1[i-1] === word2[j-1] ? 
	dp[i-1][j-1] : 
	(1 + Math.min(dp[i-1][j],dp[i][j-1],dp[i-1][j-1]))

最终完成的dp

dp "" r (ro) o (ros) s
"" 0 1 2 3
h 1 1 2 3
(ho) o 2 2 1 2
(hor)r 3 2 2 2
(hors)s 4 3 3 2
(horse)e 5 4 4 3

代码实现一

/**
 * @param {string} word1
 * @param {string} word2
 * @return {number}
 */
var minDistance = function(word1, word2) {
    let length1 = word1.length;
    let length2 = word2.length;

    let dp = new Array(length1 + 1).fill(0).map((item) => {return new Array(length2 + 1).fill(0)});

    for (let i = 0; i < dp.length; i++) {
        dp[i][0] = i;
    }
    for (let i = 0; i < dp[0].length; i++) {
        dp[0][i] = i;
    }
    //初始化工作结束
    for (let i = 1; i <= length1; i++) {
        for (let j = 1; j <= length2; j++) {
            dp[i][j] = word1[i-1] === word2[j-1] ? dp[i-1][j-1] : (1 + Math.min(
                dp[i-1][j], 
                dp[i][j-1],
                dp[i-1][j-1]
            ))
        }
    }
    return dp[length1][length2]

};

总结

我们知道vue的diff算法被优化到了O(n)而此题我们观察发现除了两层循环对比每个元素,还需要min操作。实际时间复杂度到达了O(n^3)。 那么vue是如何做到的呢?还记得我们循环节点时需要设置的key。通过这个key,我们就可以一一对应前后节点之间的关系。那我们只需要遍历一次节点就可以了。