Javascript 高性能之递归,迭代,查表法详解及实例


Posted in Javascript onJanuary 08, 2017

Javascript 高性能之递归,迭代,查表法详解

递归

概念:函数通过直接调用自身,或者两个函数之间的互相调用,来达到一定的目的,比如排序,阶乘等

简单的递归

阶乘

function factorial(n) {
  if (n == 0) {
    return 1;
  } else {
    return n * factorial(n - 1);
  }
}

递归实现排序

/*
  排序且合并数组
 */
function myMerge(left, right) {
  // 保存最后结果的数组
  var res = [];

  // 有一个数组结束了就结束排序,一般情况下,两个数组长度应该保持一样
  while (left.length > 0 && right.length > 0) {
    if ( left[0] < right[0] ) {
      // 把left第一个成员删除,存储到新数组res中
      res.push(left.shift());
    } else {
      res.push(right.shift());
    }
  }

  // 如果还有剩余直接合并到新数组
  return res.concat(left).concat(right);
}

/*
  递归方式
 */
function recursion(items) {
  if (items.length == 1) {
    return items;
  }

  var middle = Math.floor(items.length / 2),
    left = items.slice(0, middle), // 取数组前半部分
    right = items.slice(middle);  // 取数组后半部分

  // 递归排序
  return myMerge(recursion(left), recursion(right));
}

迭代

每个浏览器对递归都有调用栈上限的问题,且如果不小心使用也很容易造成死循环导致程序崩溃。如果考虑到性能问题,可以使用迭代来代替递归,因为运行循环总比反复调用函数的开销少很多

/*
  迭代方式,不使用递归,可以避免出现栈溢出问题
 */

function iteration(items) {
  if (items.length == 1) {
    return items;
  }

  var work = [];

  // 将items成员全部转化成数组,保存到数组中
  for (var i = 0, len = items.length; i < len; i++) {
    work.push([items[i]]);
  }
  work.push([]); // 数组长度为奇数时

  // 迭代
  for (var lim = len; lim > 1; lim = (lim + 1) / 2) {
    for (var j = 0, k = 0; k < lim; j++, k+=2) {
      work[j] = myMerge(work[k], work[k + 1]);
    }
    work[j] = [];  // 数组长度为奇数时
  }

  return work[0];
}

/* 迭代过程分析
  假设: var test = [1, 3, 9, 7, 4, 8, 6, 5, 0, 2]; // len == 10
  work = [[1], [3], [9], [7], [4], [8], [6], [5], [0], [2], []]; // len == 11;

  // 迭代(二分法)
  a) lim: 11 > 1
    1) k = 0, work[0] = myMerge([1], [3]) ==> work[0] = [1, 3]
    2) k = 2, work[1] = myMerge([9], [7]) ==> work[1] = [7, 9]
    3) k = 4, work[2] = myMerge([4], [8]) ==> work[2] = [4, 8]
    4) k = 6, work[3] = myMerge([6], [5]) ==> work[3] = [5, 6]
    5) k = 8, work[4] = myMerge([0], [2]) ==> work[4] = [0, 2]
    > 在后面添加个空数组是为了数组长度为奇数时的情况,能有个对象做比较,否则会出现越界错误
  b) lim: 6 > 1, work = [[1,3], [7,9], [4,8], [5,6], [0,2], []];
    1) k = 0, work[0] = myMerge([1,3], [7,9]) ==> work[0] = [1, 3, 7, 9]
    2) k = 2, work[1] = myMerge([4,8], [5,6]) ==> work[1] = [4, 5, 6, 8]
    3) k = 4, work[2] = myMerge([0,2], [])  ==> work[2] = [0,2]
    > 最后一个[]会被myMerge函数给合并,所以不用担心添加的空数组对后续产生影响
  c) lim: 3 > 1, work = [[1, 3, 7, 9], [4, 5, 6, 8], [0, 2], []];
    1) k = 0, work[0] = myMerge([1, 3, 7, 9], [4, 5, 6, 8]) ==> work[0] = [1,3,4,5,6,7,8,9]
    2) k = 2, work[1] = myMerge([0, 2], []) ==> work[1] = [0, 2]
  d) lim: 2, work = [[1,3,4,5,6,7,8,9], [0,2], []];
    1) k = 0, work[0] = myMerge([1,3,4,5,6,7,8,9], [0,2]) ==> work[0] = [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]
    > 至此排序整个过程全部完成

  // 关键点
  a) 将数组中的每个元素数组化,以便后续存放已经排好序的元素
  b) k的取值,k+=2, 每次取两个数组进行比较,形成一个新的数组
  c) 一定要在比较完之后附加空数组,否则会在数组个数为奇数个的时候出现访问越界错误
  d) 最外层循环的lim的取值, lim = (lim + 1) / 2即原数组长度的一半,作为内循环终止的条件


*/

递归优化,查表法-Memoization(记忆): 函数可以用对象去记住先前操纵的成果,从而能避免无谓的运算

避免重复工作,将执行过的运算或操作,缓存起来,如果后续有相同的操作可直接从缓存中查找,没有则进行递归,可大大减少递归的工作量,提高性能。

var count = 0;

function factorial(n) {

  console.log("factorial count = " + count++);

  if (n == 0) {
    return 1;
  } else {
    return n * factorial(n - 1);
  }
}

// var f1 = factorial(6);
// var f2 = factorial(5);
// var f3 = factorial(4);
// >>>>> 结果是函数被调用了:18次

/*
  递归优化:查表法,通过缓存
 */
function memFactorial(n) {

  console.log("memFactorial count = " + count++);

  // JS中函数即可视为一个对象,所以可以直接通过函数名+点语法给此对象添加属性
  if (!memFactorial.cache) { 
    memFactorial.cache = {
      "0": 1,
      "1": 1
    };
  }

  // hasOwnProperty(n)可以判断对象中是否存在该属性,不会查找原型(但是"in"会先查实例再原型)
  if (!memFactorial.cache.hasOwnProperty(n)) {
    // 缓存中不存在的情况下再进行递归,并且将新数组缓存起来
    memFactorial.cache[n] = n * memFactorial(n - 1);
  }

  // 最终数据都可以在缓存中找到
  return memFactorial.cache[n];
}


var f1 = memFactorial(6);
var f2 = memFactorial(5);
var f3 = memFactorial(4);

// >>>>> 结果是函数被调用了:只有8次,大大的减少了函数被调用的次数

Memoization通用版,但不建议使用,建议自己手动在普通版中实现函数内容

通用版需要缓存特定参数的函数调用结果,即,传入的参数不同,调用函数的时候,其结果需要缓存起来

/*
  递归优化通用版,性能不如普通版,需要缓存每次调用结果, 即内部函数  
 */ 
function memoize(func, cache) {
  // 缓存池
  cache = cache || {};  // 没有则新建

  var result = function(arg) {
    // console.log("memoize count = " + count++);
    if (!cache.hasOwnProperty(arg)) {
      cache[arg] = func(arg);
    }
  };

  return result;
}  

// 使用
// 将阶乘函数缓存起来
// 只是优化了cache的通用性,但损失了一部分性能
var memOpfactorial = memoize(factorial, {"0": 1, "1": 1});

var f1 = memOpfactorial(6);
var f2 = memOpfactorial(5);
var f3 = memOpfactorial(4);

// 结果次数依旧是:18次。因此不推荐使用

总结

  1. 谨慎使用递归,以防造成死循环,程序崩溃,或者调用栈溢出;
  2. 学会使用迭代来替代递归,可以避免递归调用栈或死循环问题出现;
  3. 查表法,递归的优化版:Memoization减少重复工作,提升性能。但不推荐使用通用版,相比普通版会损失部分性能。

感谢阅读,希望能帮助到大家,谢谢大家对本站的支持!

Javascript 相关文章推荐
解决 FireFox 下[使用event很麻烦] 的问题.
Aug 22 Javascript
JS上传前预览图片实例
Mar 25 Javascript
JS Map 和 List 的简单实现代码
Jul 08 Javascript
原始的js代码和jquery对比体会
Sep 10 Javascript
JavaScript中的异常捕捉介绍
Dec 31 Javascript
jQuery实现鼠标经过弹出提示信息的地图热点效果
Aug 07 Javascript
Javascript typeof与instanceof的区别
Oct 18 Javascript
自适应布局meta标签中viewport、content、width、initial-scale、minimum-scale、maximum-scale总结
Aug 18 Javascript
关于Google发布的JavaScript代码规范你要知道哪些
Apr 04 Javascript
ES6基础之数组和对象的拓展实例详解
Aug 22 Javascript
vue实现图片上传功能
May 28 Javascript
vue-quill-editor插入图片路径太长问题解决方法
Jan 08 Vue.js
jQuery实现页面滚动时智能浮动定位
Jan 08 #Javascript
jQuery实现滚动条滚动到子元素位置(方便定位)
Jan 08 #Javascript
jquery实现文字单行横移或翻转(上下、左右跳转)
Jan 08 #Javascript
jQuery实现文字自动横移
Jan 08 #Javascript
div实现自适应高度的textarea实现angular双向绑定
Jan 08 #Javascript
JavaScript中日常收集常见的10种错误(推荐)
Jan 08 #Javascript
详解js中==与===的区别
Jan 08 #Javascript
You might like
测试您的 PHP 水平的题目
2007/05/30 PHP
PHP 清空varnish 缓存的详解(包括指定站点下的)
2013/06/20 PHP
nginx+thinkphp下解决不支持pathinfo模式
2015/07/01 PHP
动态表格Table类的实现
2009/08/26 Javascript
JavaScript 继承使用分析
2011/05/12 Javascript
如何正确使用Nodejs 的 c++ module 链接到 OpenSSL
2014/08/03 NodeJs
node.js中的buffer.copy方法使用说明
2014/12/14 Javascript
图文详解Heap Sort堆排序算法及JavaScript的代码实现
2016/05/04 Javascript
简单实现的JQuery文本框水印插件
2016/06/14 Javascript
webpack项目调试以及独立打包配置文件的方法
2018/02/28 Javascript
vue中post请求以a=a&amp;b=b 的格式写遇到的问题
2018/04/27 Javascript
在vue中读取本地Json文件的方法
2018/09/06 Javascript
微信小程序时间选择插件使用详解
2018/12/28 Javascript
详解小程序云开发数据库
2019/05/20 Javascript
electron+vue实现div contenteditable截图功能
2020/01/07 Javascript
python数组过滤实现方法
2015/07/27 Python
实例讲解Python中global语句下全局变量的值的修改
2016/06/16 Python
Python文件操作之合并文本文件内容示例代码
2017/09/19 Python
python 上下文管理器使用方法小结
2017/10/10 Python
python 读写excel文件操作示例【附源码下载】
2019/06/19 Python
python3.7 sys模块的具体使用
2019/07/22 Python
Python进阶之使用selenium爬取淘宝商品信息功能示例
2019/09/16 Python
python 字典套字典或列表的示例
2019/12/16 Python
关于python中的xpath解析定位
2020/03/06 Python
python怎么删除缓存文件
2020/07/19 Python
3分钟看懂Python后端必须知道的Django的信号机制
2020/07/26 Python
Stylenanda中文站:韩国一线网络服装品牌
2016/12/22 全球购物
瑞典时尚耳机品牌:Urbanears
2017/07/26 全球购物
大学生励志演讲稿
2014/04/25 职场文书
优秀毕业生找工作自荐信
2014/06/23 职场文书
班级心理活动总结
2014/07/04 职场文书
乡镇干部个人整改措施思想汇报
2014/10/10 职场文书
2014预防青少年违法犯罪工作总结
2014/12/10 职场文书
课外活动总结
2015/02/04 职场文书
《秋天的雨》教学反思
2016/02/19 职场文书
nginx刷新页面出现404解决方案(亲测有效)
2022/03/18 Servers