各位靓仔靓女，早上好！我是今天的主讲人，很高兴能和大家一起深入 Vue 3 编译器的腹地，聊聊 v-for 这个我们天天用的指令，看看它到底是怎么变成高效的 VNode 列表渲染代码的。准备好了吗？让我们开始今天的表演！
v-for：前端打工人的好伙伴
作为前端打工人，v-for 绝对是我们的老朋友了。它就像一位不知疲倦的工蜂，帮助我们把数据变成页面上重复出现的元素。简单来说，v-for 的作用就是循环渲染一个列表，就像这样：
<template>
<ul>
<li v-for="item in items" :key="item.id">{{ item.name }}</li>
</ul>
</template>
<script>
export default {
data() {
return {
items: [
{ id: 1, name: '香蕉' },
{ id: 2, name: '苹果' },
{ id: 3, name: '橙子' }
]
};
}
};
</script>这段代码会生成一个包含三个水果名称的列表。但是，这只是我们在表面看到的。Vue 编译器在背后默默地做了很多工作，才能让这段代码高效地运行起来。
Vue 3 编译器：化腐朽为神奇的炼金术士
Vue 3 的编译器就像一位炼金术士，它的任务就是把我们写的模板代码（template）变成浏览器能够理解的 JavaScript 代码。更具体地说，它会把模板代码编译成渲染函数（render function），这个渲染函数会生成 VNode（Virtual DOM Node），也就是虚拟 DOM 节点。
编译器的工作流程大致可以分为三个阶段：
- 解析 (Parsing)：把模板字符串解析成抽象语法树 (AST)。AST 是一个树形结构，用来表示模板代码的结构。
- 转换 (Transformation)：遍历 AST，对节点进行转换，比如处理指令、绑定事件等等。
- 代码生成 (Code Generation)：根据转换后的 AST 生成渲染函数代码。
v-for 指令的处理就贯穿了这三个阶段。
第一阶段：解析 (Parsing)
在解析阶段，编译器会扫描模板代码，找到 v-for 指令。它会把 v-for 指令及其表达式（比如 item in items）都解析出来，然后创建一个 AST 节点来表示这个 v-for 指令。
举个例子，对于我们上面的代码，编译器会生成一个类似这样的 AST 节点：
{
type: NodeTypes.ELEMENT, // 元素节点
tag: 'li',
props: [
{
type: NodeTypes.DIRECTIVE, // 指令节点
name: 'for',
exp: {
type: NodeTypes.SIMPLE_EXPRESSION,
content: 'item in items',
isStatic: false
}
},
{
type: NodeTypes.ATTRIBUTE, // 属性节点
name: ':key',
value: {
type: NodeTypes.SIMPLE_EXPRESSION,
content: 'item.id',
isStatic: false
}
}
],
children: [
{
type: NodeTypes.INTERPOLATION, // 插值节点
content: {
type: NodeTypes.SIMPLE_EXPRESSION,
content: 'item.name',
isStatic: false
}
}
]
}这个 AST 节点包含了 v-for 指令的信息（name: 'for'，exp: 'item in items'）以及 key 属性的信息（name: ':key'，value: 'item.id'）。
第二阶段：转换 (Transformation)
在转换阶段，编译器会遍历 AST，找到 v-for 指令对应的节点，然后进行转换。这个阶段最关键的操作是调用 transformFor 函数。transformFor 函数的作用是：
- 解析
v-for表达式，提取出循环变量（item）、索引（可选）以及循环的数据源（items）。 - 创建一个新的 AST 节点，用来表示
v-for循环。这个新的节点通常是一个ForStatement节点，它会包含循环变量、循环的数据源以及循环体。 - 把原始的
v-for指令节点替换成新的ForStatement节点。
转换后的 AST 节点会变成这样：
{
type: NodeTypes.FOR, // for 循环节点
source: { // 循环数据源
type: NodeTypes.SIMPLE_EXPRESSION,
content: 'items',
isStatic: false
},
valueAlias: { // 循环变量
type: NodeTypes.SIMPLE_EXPRESSION,
content: 'item',
isStatic: false
},
keyAlias: undefined, // 索引变量（可选）
children: { // 循环体
type: NodeTypes.ELEMENT,
tag: 'li',
props: [
{
type: NodeTypes.ATTRIBUTE,
name: ':key',
value: {
type: NodeTypes.SIMPLE_EXPRESSION,
content: 'item.id',
isStatic: false
}
}
],
children: [
{
type: NodeTypes.INTERPOLATION,
content: {
type: NodeTypes.SIMPLE_EXPRESSION,
content: 'item.name',
isStatic: false
}
}
]
}
}可以看到，原始的 v-for 指令节点已经被替换成了一个 ForStatement 节点，这个节点包含了循环所需的所有信息。
第三阶段：代码生成 (Code Generation)
在代码生成阶段，编译器会根据转换后的 AST 生成渲染函数代码。对于 v-for 节点，编译器会生成一个 renderList 函数的调用。renderList 函数是 Vue 3 提供的一个辅助函数，它的作用是遍历一个数组，然后对每个元素执行一个回调函数，生成一个 VNode 列表。
对于我们的代码，编译器会生成类似这样的渲染函数代码：
import { renderList, h } from 'vue';
export function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
return (renderList(_ctx.items, (item) => {
return (h('li', { key: item.id }, item.name));
}));
}这段代码做了以下几件事：
- 从
_ctx（组件的上下文）中获取items数组。 - 调用
renderList函数，遍历items数组。 - 对于
items数组中的每个元素item，调用h函数（h函数是 Vue 3 用来创建 VNode 的函数）创建一个li元素的 VNode。 - 把
item.id作为key属性传递给li元素的 VNode。 - 把
item.name作为li元素的 VNode 的子节点。 renderList函数会返回一个 VNode 列表，这个列表就是v-for指令最终生成的 VNode 列表。
key 属性：VNode 列表渲染的灵魂
在 v-for 指令中，key 属性非常重要。它就像 VNode 列表中的每个元素的身份证，帮助 Vue 能够更高效地更新 DOM。
如果没有 key 属性，Vue 在更新 VNode 列表时，会采用“就地更新”的策略。也就是说，它会尽可能地复用已有的 DOM 元素，而不是创建新的 DOM 元素。这在某些情况下是可以接受的，但是在涉及到列表元素的顺序发生变化时，就会导致性能问题。
举个例子，假设我们有一个包含三个元素的列表：
<ul>
<li>A</li>
<li>B</li>
<li>C</li>
</ul>现在，我们把列表的顺序颠倒一下：
<ul>
<li>C</li>
<li>B</li>
<li>A</li>
</ul>如果没有 key 属性，Vue 会认为第一个 li 元素（原来的 A）的内容变成了 C，第二个 li 元素（原来的 B）的内容没有变化，第三个 li 元素（原来的 C）的内容变成了 A。然后，它会直接修改这三个 li 元素的文本内容，而不是重新创建 DOM 元素。
但是，如果列表元素很多，而且每个元素都有复杂的子节点，那么修改文本内容的代价可能比重新创建 DOM 元素的代价还要高。
有了 key 属性，Vue 就可以更智能地更新 DOM。它会把每个 VNode 的 key 属性和对应的 DOM 元素的 key 属性进行比较，如果 key 属性相同，就认为这两个 VNode 对应的是同一个 DOM 元素，可以复用。如果 key 属性不同，就认为这两个 VNode 对应的是不同的 DOM 元素，需要创建新的 DOM 元素或者删除旧的 DOM 元素。
回到上面的例子，如果我们给每个 li 元素都加上 key 属性：
<ul>
<li key="A">A</li>
<li key="B">B</li>
<li key="C">C</li>
</ul>当列表的顺序颠倒时，Vue 会发现原来的 li 元素都不存在了，然后会重新创建三个新的 li 元素。虽然这样做看起来更耗费资源，但是它可以避免不必要的 DOM 操作，提高性能。
总结一下，key 属性的作用是：
- 帮助 Vue 识别 VNode 列表中哪些元素是相同的，哪些元素是不同的。
- 让 Vue 能够更高效地更新 DOM，避免不必要的 DOM 操作。
案例分析：一个更复杂的 v-for 例子
为了更好地理解 v-for 指令的处理过程，我们来看一个更复杂的例子：
<template>
<ul>
<li v-for="(item, index) in items" :key="item.id">
{{ index + 1 }}. {{ item.name }}
</li>
</ul>
</template>
<script>
export default {
data() {
return {
items: [
{ id: 1, name: '香蕉' },
{ id: 2, name: '苹果' },
{ id: 3, name: '橙子' }
]
};
}
};
</script>在这个例子中，我们使用了 v-for 指令的第二个参数 index，用来表示循环的索引。
编译器在解析和转换这个模板代码时，会做以下处理：
- 解析
v-for表达式(item, index) in items，提取出循环变量item、索引变量index以及循环的数据源items。 - 创建一个
ForStatement节点，把循环变量、索引变量和循环的数据源都保存到这个节点中。
最终生成的渲染函数代码会变成这样：
import { renderList, h } from 'vue';
export function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
return (renderList(_ctx.items, (item, index) => {
return (h('li', { key: item.id }, `${index + 1}. ${item.name}`));
}));
}可以看到，renderList 函数的回调函数现在接受两个参数：item 和 index。我们可以在回调函数中使用 index 变量来生成列表项的序号。
v-for 性能优化：让你的列表飞起来
虽然 Vue 3 的编译器已经做了很多优化，但是我们仍然可以通过一些技巧来进一步提高 v-for 指令的性能：
- 始终提供
key属性：这是最重要的一点。如果没有key属性，Vue 只能采用“就地更新”的策略，这在某些情况下会导致性能问题。 - 使用唯一且稳定的
key值：key属性的值应该是唯一的，而且应该是稳定的。最好使用数据项的 ID 作为key属性的值。不要使用索引作为key属性的值，因为当列表的顺序发生变化时，索引也会发生变化，这会导致 Vue 错误地判断 VNode 是否需要更新。 - 避免在
v-for循环中修改数据源：如果在v-for循环中修改数据源，可能会导致 Vue 重新渲染整个列表，这会影响性能。如果需要修改数据源，最好在循环之外进行。 - 使用
v-once指令：如果列表中的某些元素是静态的，不会发生变化，可以使用v-once指令来告诉 Vue 这些元素只需要渲染一次，不需要重新渲染。
总结：v-for 的奥秘
今天，我们一起探索了 Vue 3 编译器如何处理 v-for 指令，并生成带有 key 属性的高效 VNode 列表渲染代码。我们学习了编译器的三个阶段（解析、转换、代码生成），以及 key 属性的重要性。
希望通过今天的讲解，大家能够对 v-for 指令有更深入的理解，能够写出更高效的 Vue 代码。
最后，送给大家一句话：理解原理，才能更好地使用工具。
感谢大家的聆听，下课！