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JavaScript中如何实现缓存函数_记忆化技术

夜晨

夜晨

发布时间:2025-12-15 22:21:06

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来源于php中文网

原创

JavaScript缓存函数的核心是用对象或Map缓存参数组合与结果,相同输入直接返回缓存值;适用于纯函数如斐波那契、阶乘等;基础版支持单基本类型参数,增强版用JSON.stringify处理多参但有局限,生产级推荐Map加自定义键生成器,并注意纯函数约束、内存泄漏和异步缓存等问题。

javascript中如何实现缓存函数_记忆化技术

JavaScript中实现缓存函数(即记忆化,Memoization)的核心思路是:**用对象或Map缓存已计算过的参数组合与对应结果,下次遇到相同输入时直接返回缓存值,跳过重复计算**。它特别适合纯函数(相同输入总得相同输出、无副作用),比如斐波那契、阶乘、解析复杂JSON结构等场景。

基础版:单参数 + 字符串键

最简单的情况是函数只接收一个基本类型参数(如 number、string)。这时可直接用参数作键:

function memoize(fn) {
  const cache = {};
  return function(arg) {
    if (arg in cache) {
      return cache[arg];
    }
    const result = fn(arg);
    cache[arg] = result;
    return result;
  };
}

// 使用示例 const fib = memoize(n => n <= 1 ? n : fib(n - 1) + fib(n - 2)); console.log(fib(10)); // 快速返回 55

  • ✅ 简单直观,适合数字/字符串等可安全作为对象属性名的参数
  • ❌ 不支持对象、数组、undefined、Symbol 等无法稳定转为字符串的值(例如 {a:1}{a:1} 会变成相同字符串 "[object Object]"

增强版:多参数 + JSON.stringify(慎用)

多个参数时,常用 JSON.stringify([...arguments]) 生成唯一键:

function memoizeMulti(fn) {
  const cache = new Map();
  return function(...args) {
    const key = JSON.stringify(args);
    if (cache.has(key)) {
      return cache.get(key);
    }
    const result = fn(...args);
    cache.set(key, result);
    return result;
  };
}
  • ✅ 支持任意数量参数,对普通对象/数组也能工作(只要可序列化)
  • JSON.stringify 有局限:忽略函数、undefined、Symbol;不区分 {a:1,b:2}{b:2,a:1}(属性顺序影响键);性能开销略大;不能处理循环引用

生产级:使用 Map + 自定义键生成器

更健壮的做法是用 Map 存储,并为参数设计稳定、可比较的键。常见策略包括:

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  • 对每个参数用 typeof 判断后分别处理:基本类型直接用,对象用 Object.is=== 比较引用,或用弱映射(WeakMap)缓存对象实例
  • 使用现成库如 lodash.memoize(支持自定义 resolver 函数)
  • 手动实现带参数归一化的版本(例如把对象参数转为排序后的键字符串,或用结构化克隆+哈希,但成本高)

简化的安全多参版(适用于无嵌套对象的场景):

function memoizeSafe(fn) {
  const cache = new Map();
  return function(...args) {
    // 用参数类型+值拼接成唯一键(避免 JSON 的坑)
    const key = args.map(a => 
      typeof a === 'object' && a !== null 
        ? `${typeof a}_${a.constructor.name}_${Object.keys(a).sort().join(',')}` 
        : `${typeof a}_${String(a)}`
    ).join('|');
if (cache.has(key)) {
  return cache.get(key);
}
const result = fn(...args);
cache.set(key, result);
return result;

}; }

注意事项与边界

记忆化不是万能的,用前需确认:

  • 函数必须是纯函数——不能依赖外部变量、不能修改全局状态、不能有随机性
  • 注意内存泄漏:缓存无限增长?建议加最大容量限制或 LRU 策略(可用 lru-cache 或自己封装 Map + 链表)
  • 异步函数需配合 Promise 缓存(缓存的是 Promise 实例本身,不是最终值,避免重复发起请求)
  • 箭头函数、this 绑定:memoize 包裹后会丢失原始 this,如需保留,应在闭包内显式绑定

基本上就这些。记住核心:缓存是空间换时间,关键在“键要唯一且稳定”,其余都是围绕它做取舍。

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