JavaScript Memoization 让函数也有记忆功能


Posted in Javascript onOctober 27, 2011

比如说,我们想要一个递归函数来计算 Fibonacci 数列。一个 Fibonacci 数字是之前两个 Fibonacci 数字之和。最前面的两个数字是 0 和 1。

var fibonacci = function (n) { 
return n < 2 ? n : fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2); 
}; for (var i = 0; i <= 10; i += 1) { 
document.writeln('// ' + i + ': ' + fibonacci(i)); 
} 
// 0: 0 
// 1: 1 
// 2: 1 
// 3: 2 
// 4: 3 
// 5: 5 
// 6: 8 
// 7: 13 
// 8: 21 
// 9: 34 
// 10: 55

这样是可以工作的,但是它做了很多无谓的工作。 Fibonacci 函数被调用了 453 次。我们调用了 11 次,而它自身调用了 442 次去计算可能已经被刚计算过的值。如果我们让该函数具备记忆功能,就可以显著地减少它的运算量。

我们在一个名为 memo 的数组里保存我们的储存结果,储存结果可以隐藏在闭包中。当我们的函数被调用时,这个函数首先看是否已经知道计算的结果,如果已经知道,就立即返回这个储存结果。

var fibonacci = function() { 
var memo = [0, 1]; 
var fib = function (n) { 
var result = memo[n]; 
if (typeof result !== 'number') { 
result = fib(n - 1) + fib(n - 2); 
memo[n] = result; 
} 
return result; 
}; 
return fib; 
}();

这个函数返回同样的结果,但是它只被调用了 29 次。我们调用了它 11 次,它自身调用了 18 次去取得之前储存的结果。
以上内容来自:http://demon.tw/programming/javascript-memoization.html

realazy在blog上给出了一个JavaScript Memoization的实现,Memoization就是函数返回值的缓存,比如一个函数参数与返回结果一一对应的hash列表,wiki上其实也有详细解释,我不细说了,只讨论一下具体实现的问题,realazy文中的代码有一些问题,比如直接用参数拼接成的字符串作为查询缓存结果的key,如果参数里包括对象或数组的话,就很难保证唯一的key,还有1楼评论里提到的:[221,3]和[22,13]这样的参数也无法区分。
那么来改写一下,首先还是用hash表来存放缓存数据:

function Memoize(fn){ 
var cache = {}; 
return function(){ 
var key = []; 
for( var i=0, l = arguments.length; i < l; i++ ) 
key.push(arguments[i]); 
if( !(key in cache) ) 
cache[key] = fn.apply(this, arguments); 
return cache[key]; 
}; 
}

嗯,区别是直接把数组当作键来用,不过要注意函数里的arguments是js解释器实现的一个特殊对象,并不是真正的数组,所以要转换一下……
ps: 原来的参数包括方法名称和上下文引用:fib.fib_memo = Memoize(‘fib_memo', fib),但实际上currying生成的函数里可以用this直接引用上层对象,更复杂的例子可以参考John Resig的makeClass,所以我改成直接传函数引用:fib.fib_memo = Memoize(fib.fib_memo)
这样写看上去似乎很靠谱,由参数组成的数组不是唯一的么。但实际上,数组之所以能作为js对象的属性名称来使用,是因为它被当作字符串处理了,也就是说如果你给函数传的参数是这样:(1,2,3), cache对象就会是这个样子:{ “1,2,3″: somedata },如果你的参数里有对象,比如:(1,2,{i:”yy”}),实际的键值会是:”1,2,[object Object]“,所以这跟把数组拼接成字符串的方法其实没有区别……
示例:
var a = [1,2,{yy:'0'}]; 
var b = [1,2,{xx:'1'}]; 
var obj = {}; 
obj[a] = "111"; 
obj[b] = "222"; 
for( var i in obj ) 
alert( i + " = " + obj[i] ); //只会弹出"1,2,[object Object] = 222",obj[a] = "111"被覆盖了

直接用参数作为键名的方法不靠谱了…………换一种方法试试:
function Memoize(fn){ 
var cache = {}, args = []; 
return function(){ 
for( var i=0, key = args.length; i < key; i++ ) { 
if( equal( args[i], arguments ) ) 
return cache[i]; 
} 
args[key] = arguments; 
cache[key] = fn.apply(this, arguments); 
return cache[key]; 
}; 
}

可以完全避免上述问题,没有使用hash的键值对索引,而是把函数的参数和结果分别缓存在两个列表里,每次都先遍历整个参数列表作比较,找出对应的键名/ID号之后再从结果列表里取数据。以下是比较数组的equal方法:
function equal( first, second ){ 
if( !first || !second || first.constructor != second.constructor ) 
return false; 
if( first.length && typeof first != "string" ) 
for(var i=0, l = ( first.length > second.length ) ? first.length : second.length; i<l; i++){ 
if( !equal( first[i], second[i] ) ) return false; 
} 
else if( typeof first == 'object' ) 
for(var n in first){ 
if( !equal( first[n], second[n] ) ) return false; 
} 
else 
return ( first === second ); 
return true; 
}

千万不要直接用==来比较arguments和args里的数组,那样比较的是内存引用,而不是参数的内容。
这种方法的速度很慢,equal方法其实影响不大,但是缓存的结果数量多了以后,每次都要遍历参数列表却是很没效率的(求80以上的fibonacci数列,在firefox3和safari3上都要40ms左右)
如果在实际应用中参数变动不多或者不接受参数的话,可以参考Oliver Steel的这篇《One-Line JavaScript Memoization》,用很短的函数式风格解决问题:
function Memoize(o, p) { 
var f = o[p], mf, value; 
var s = function(v) {return o[p]=v||mf}; 
((mf = function() { 
(s(function(){return value})).reset = mf.reset; 
return value = f.apply(this,arguments); //此处修改过,允许接受参数 
}).reset = s)(); 
}

示例:
var fib = { 
temp: function(n){ 
for(var i=0;i<10000;i++) 
n=n+2; 
return n; 
} 
} 
Memoize(fib,"temp"); //让fib.temp缓存返回值 
fib.temp(16); //执行结果:20006,被缓存 
fib.temp(20); //执行结果:20006 
fib.temp(10); //执行结果:20006 
fib.temp.reset(); //重置缓存 
fib.temp(10); //执行结果:20010
Javascript 相关文章推荐
Javascript this关键字使用分析
Oct 21 Javascript
JavaScript 设计模式 富有表现力的Javascript(一)
May 26 Javascript
仅img元素创建后不添加到文档中会执行onload事件的解决方法
Jul 31 Javascript
js中的caller和callee属性介绍和例子
Jun 07 Javascript
javascript如何实现360度全景照片问题汇总
Apr 04 Javascript
Node.js如何自动审核团队的代码
Jul 20 Javascript
Angularjs中的页面访问权限怎么设置
Nov 11 Javascript
vue项目中的webpack-dev-sever配置方法
Dec 14 Javascript
实例分析JS中的相等性判断===、 ==和Object.is()
Nov 17 Javascript
vue实现几秒后跳转新页面代码
Sep 09 Javascript
vue中this.$http.post()跨域和请求参数丢失的解决
Apr 08 Vue.js
详细介绍Next.js脚手架完整搭建封装
Apr 26 Javascript
JavaScript 类型的包装对象(Typed Wrappers)
Oct 27 #Javascript
40款非常棒的jQuery 插件和制作教程(系列一)
Oct 26 #Javascript
JavaScript学习笔记(二) js对象
Oct 25 #Javascript
JavaScript学习笔记(一) js基本语法
Oct 25 #Javascript
jQuery数据显示插件整合实现代码
Oct 24 #Javascript
基于jquery跨浏览器显示的file上传控件
Oct 24 #Javascript
firefox下input type=&quot;file&quot;的size是多大
Oct 24 #Javascript
You might like
2014最热门的24个php类库汇总
2014/12/18 PHP
php中mysql操作buffer用法详解
2015/03/19 PHP
PHP实现负载均衡下的session共用功能
2018/04/17 PHP
PHP网站常见安全漏洞,及相应防范措施总结
2021/03/01 PHP
Aster vs KG BO3 第三场2.19
2021/03/10 DOTA
JQuery入门—JQuery程序的代码风格详细介绍
2013/01/03 Javascript
开发插件的两个方法jquery.fn.extend与jquery.extend
2013/11/21 Javascript
微信小程序 数组(增,删,改,查)等操作实例详解
2017/01/05 Javascript
jQuery中.attr()和.data()的区别分析
2017/09/03 jQuery
JavaScript异步加载问题总结
2018/02/17 Javascript
vuex中的 mapState,mapGetters,mapActions,mapMutations 的使用
2018/04/13 Javascript
javascript中可能用得到的全部的排序算法
2020/03/05 Javascript
Python logging模块学习笔记
2014/05/24 Python
Python WXPY实现微信监控报警功能的代码
2017/10/20 Python
人机交互程序 python实现人机对话
2017/11/14 Python
在Django中输出matplotlib生成的图片方法
2018/05/24 Python
在Python文件中指定Python解释器的方法
2019/02/18 Python
使用Python实现毫秒级抢单功能
2019/06/06 Python
python pyqtgraph 保存图片到本地的实例
2020/03/14 Python
Python使用扩展库pywin32实现批量文档打印实例
2020/04/09 Python
python3实现语音转文字(语音识别)和文字转语音(语音合成)
2020/10/14 Python
python Timer 类使用介绍
2020/12/28 Python
用python制作个音乐下载器
2021/01/30 Python
使用CSS3制作版头动画效果
2020/12/24 HTML / CSS
德国汉莎航空中国官网: Lufthansa中国
2017/03/30 全球购物
阿联酋手表和配饰购物网站:Rivolishop
2019/11/25 全球购物
哪些情况下不应该使用索引
2015/07/20 面试题
remote接口和home接口主要作用
2013/05/15 面试题
vue实现倒计时功能
2021/03/24 Vue.js
就职演讲稿范文
2014/05/19 职场文书
2014年银行客户经理工作总结
2014/11/12 职场文书
先进个人事迹材料
2014/12/29 职场文书
安全知识竞赛主持词
2015/06/30 职场文书
庆祝教师节新闻稿
2015/07/17 职场文书
学习心理学心得体会
2016/01/22 职场文书
sql查询结果列拼接成逗号分隔的字符串方法
2021/05/25 SQL Server