函数缓存Memoization

函数式编程格调中有一个“杂函数”的观念，杂函数是一种无副做用的函数，除此之外杂函数另有一个显著的特点：应付同样的输入参数，总是返回同样的结果。正在平常的开发历程中，咱们也应当尽质把无副做用的“杂计较”提与出来真现成“杂函数”，特别是波及到大质重复计较的历程，运用杂函数+函数缓存的方式能够大幅进步步调的执止效率。原文的主题即是函数缓存真现的及使用，必须强调的是Memoization起做用的对象只能是杂函数
函数缓存的观念很简略，先来一个最简略的真现来注明一下：

function memoize(func) { const cache = {}; return function(...args) { const key = JSON.stringify(args) return cache[key] || (cache[key] = func.apply(this, args)) } }

memoize便是一个高阶函数，承受一个杂函数做为参数，并返回一个函数，联结闭包来缓存本杂函数执止的结果，可以简略的测试一下：

function sum(n1, n2) { const sum = n1 + n2 console.log(`${n1}+${n2}=${sum}`) return sum } const memoizedSum = memoize(sum) memoizedSum(1, 2) // 会打印出：1+2=3 memoizedSum(1, 2) // 没有输出

memoizedSum正在第一次执止时将执止结果缓存正在了闭包中的缓存对象cache中，因而第二次执止时，由于输入参数雷同，间接返回了缓存的结果。
上面memoize的真现能够满足简略场景下杂函数结果的缓存，但要使其折用于更广的领域，还须要重点思考两个问题：

1.缓存器cache对象的真现问题

2.缓存器对象运用的key值计较问题

下面着重完善那两个问题。

1.cache对象问题

上述真现版原运用普通对象做为缓存器，那是咱们习用的手法。问题不大，但仍要留心，譬喻最后返回值的语句，存正在一个容易疏忽的问题：假如cache[key]为“假值”，比如0、null、false,这会招致每次都会从头计较一次。

return cache[key] || (cache[key] = func.apply(this, args))

因而为了严谨，还是要多作一些判断，

function memoize(func) { const cache = {}; return function(...args) { const key = JSON.stringify(args) if(!cache.hasOwnProperty(key)) { cache[key] = func.apply(this, args) } return cache[key] } }

更好的选择是运用ES6+撑持的Map对象

function memoize(func) { const cache = new Map() return function(...args) { const key = JSON.stringify(args) if (cache.has(key)) { return cache.get(key) } const result = func.apply(this, args) cache.set(key, result) return result } } 2.缓存器对象运用的key值计较问题

ES6+的撑持使得第一个问题很容易就完善了，究竟那年头什么代码不是babel加持；而缓存器对象key确真定却是一个让人脑壳疼的问题。key间接决议了函数计较结果缓存的成效，抱负状况下，函数参数取key满足一对一干系，上述真现中咱们通过const key = JSON.stringify(args)将参数数组序列化计较key，正在大大都状况下曾经满足了一对一的准则,用正在平常的开发中粗略也不会有问题。但是须要留心的是序列化将会损失JSON中没有等效类型的任何JaZZZascript属性，如函数或Infinity,任何值为undefined的属性都将被JSON.stringify疏忽，假如值做为数组元素序列化结果又会有所差异，如下图所示。


尽管咱们很少将那些非凡类型做为函数参数，但也不能牌除那种状况。比如下面的例子，函数calc接管两个普通参数和一个算子，算子则执止详细的计较，假如运用上面的办法缓存函数结果，可以发现第二次输入的是减法函数，但依然打印出结果3而不是-1,起因是两个参数序列化结果都是[1,2,null],第二次打印的是第一次的缓存结果。

function sum(n1, n2, ) { const sum = n1 + n2 return sum } function sub(n1, n2, ) { const sub = n1 - n2 return sub } function calc(n1, n2, operator){ return operator(n1, n2) } const memoizedCalc = memoize(calc) console.log(memoizedCalc(1, 2, sum)) // 3 console.log(memoizedCalc(1, 2, sub)) // 3

既然JSON.stringify不能孕育发作一对一的key,这么有什么法子可以真现实正的一对一干系呢，参考Lodash的源码，其运用了WeakMap对象做为缓存器对象，其好处是WeakMap对象的key只能是对象，那样假如能够保持参数对象的引用雷同，对应的key也就雷同。

function memoize(func) { const cache = new WeakMap() return function(...args) { const key = args[0] if (cache.has(key)) { return cache.get(key) } const result = func.apply(this, args) cache.set(key, result) return result } } function sum(n1, n2) { const sum = n1 + n2 console.log(`${n1}+${n2}:`, sum) return sum } function sub(n1, n2, ) { const sub = n1 - n2 console.log(`${n1}-${n2}:`, sub) return sub } function calc(param){ const {n1, n2, operator} = param return operator(n1, n2) } const memoizedCalc = memoize(calc) const param1 = {n1: 1, n2: 2, operator: sum} const param2 = {n1: 1, n2: 2, operator: sub} console.log(memoizedCalc(param1)) console.log(memoizedCalc(param2)) console.log(memoizedCalc(param2))

执止打印的结果为

1+2: 3 3 1-2: -1 // 只正在第一次作减法运算时打印 -1 -1 // 第二次执止减法间接打印出结果

运用WeakMap做为缓存对象还是有不少局限性,首选参数必须是对象，再比如咱们把上例最后几多止代码改成下面的代码，会发现背面减法的输出还是舛错的，因为前后参数引用的对象都是param1,因而对应的key是雷同的，而且正在开发历程中咱们不太可能接续保存参数的引用，大对数重读计较的场景下，咱们都会结构新的参数对象，纵然有些参数对象看起来长的一样，但却对应差异的引用，也就对应差异的key,那就失去了缓存的成效。

console.log(memoizedCalc(param1)) // 3 param1.operator = sub console.log(memoizedCalc(param1)) // 3 console.log(memoizedCalc(param1)) // 3

为了使开发具有最高的活络性，正在Memoization历程中，key的计较最好由开发者原人决议运用何种规矩孕育发作取函数结果逐个对应的干系，真际上Lodash和Ramda都供给了类似的真现。

function memoize(func, resolZZZer) { if (typeof func != 'function' || (resolZZZer != null && typeof resolZZZer != 'function')) { throw new TypeError('EVpected a function') } const cache = new Map() //可以依据真际状况运用WeakMap大概{} return function(...args) { const key = resolZZZer ? resolZZZer.apply(this, args) : args[0] if (cache.has(key)) { return cache.get(key) } const result = func.apply(this, args) cache.set(key, result) return result } }

上述代码memoize除了接管须要缓存的函数，还接管一个resolZZZer函数，便操做户自止决议假如计较key。

参考
Lodash及Ramda源码