Solid.js中的状态派生策略：createMemo的灵活应用

Solid.js 基础回顾

在深入探讨 createMemo 之前，我们先来简单回顾一下 Solid.js 的一些基础概念。Solid.js 是一个现代的 JavaScript 前端框架，以其细粒度的响应式系统和高性能而闻名。与传统的基于虚拟 DOM 的框架不同，Solid.js 在编译时就处理了很多工作，这使得它在运行时的开销更小。

在 Solid.js 中，状态管理是通过 createSignal 来实现的。例如：

import { createSignal } from 'solid-js';

const [count, setCount] = createSignal(0);

这里我们创建了一个名为 count 的信号，初始值为 0，同时 setCount 是用于更新这个信号值的函数。当 count 的值发生变化时，依赖它的部分会自动重新计算。

什么是 createMemo

createMemo 是 Solid.js 中用于派生状态的一个关键函数。它的主要作用是创建一个 memoized 值，这个值会基于其依赖进行缓存。只有当依赖发生变化时，createMemo 内部的函数才会重新执行，计算出新的值。

其基本语法如下：

import { createMemo } from'solid-js';

const memoizedValue = createMemo(() => {
  // 依赖其他信号或值进行计算
  return someCalculation();
});

这里的 someCalculation 函数会在首次运行以及其依赖发生变化时执行，返回的值会被缓存起来，后续访问 memoizedValue() 时直接返回缓存值，避免不必要的重复计算。

createMemo 的基本应用场景

复杂计算的缓存

假设我们有一个复杂的计算，比如计算一个数组中所有元素的平方和。如果这个数组经常变化，每次重新计算平方和会带来性能开销。我们可以使用 createMemo 来缓存计算结果。

import { createSignal, createMemo } from'solid-js';

const numbers = createSignal([1, 2, 3]);

const sumOfSquares = createMemo(() => {
  const nums = numbers();
  return nums.reduce((acc, num) => acc + num * num, 0);
});

// 首次计算
console.log(sumOfSquares()); 

// 改变数组
numbers([4, 5, 6]);
// 由于依赖的 numbers 信号变化，sumOfSquares 重新计算
console.log(sumOfSquares()); 

在上述代码中，sumOfSquares 依赖于 numbers 信号。当 numbers 信号的值发生变化时，createMemo 内部的函数会重新执行，计算出新的平方和。而在 numbers 未变化期间，每次访问 sumOfSquares() 都会直接返回缓存的值，提高了性能。

依赖多个信号的计算

createMemo 还可以依赖多个信号。例如，我们有两个信号分别表示矩形的宽度和高度，我们要计算矩形的面积。

import { createSignal, createMemo } from'solid-js';

const width = createSignal(10);
const height = createSignal(20);

const area = createMemo(() => width() * height());

console.log(area()); 

width(15);
// 因为 width 信号变化，area 重新计算
console.log(area()); 

height(25);
// 因为 height 信号变化，area 重新计算
console.log(area()); 

这里 area 依赖于 width 和 height 两个信号。任何一个信号发生变化，createMemo 内部计算面积的函数都会重新执行，更新缓存值。

createMemo 在组件中的应用

组件内状态派生

在 Solid.js 组件中，createMemo 同样发挥着重要作用。假设我们有一个组件，用于显示用户信息，并且根据用户的年龄计算出其所属的年龄段。

import { createSignal, createMemo } from'solid-js';

const UserComponent = () => {
  const [age, setAge] = createSignal(25);

  const ageGroup = createMemo(() => {
    if (age() < 18) {
      return '青少年';
    } else if (age() < 60) {
      return '成年人';
    } else {
      return '老年人';
    }
  });

  return (
    <div>
      <p>年龄: {age()}</p>
      <p>年龄段: {ageGroup()}</p>
      <button onClick={() => setAge(age() + 1)}>增加年龄</button>
    </div>
  );
};

在这个组件中，ageGroup 依赖于 age 信号。当 age 发生变化时，ageGroup 会重新计算，组件中的显示内容也会相应更新。

避免重复渲染

在传统的基于虚拟 DOM 的框架中，组件的重新渲染可能会带来性能问题，尤其是当组件树比较复杂时。在 Solid.js 中，createMemo 可以帮助我们避免不必要的重新渲染。

假设我们有一个父组件包含多个子组件，子组件依赖于父组件中的某个派生状态。如果不使用 createMemo，每次父组件的状态变化，即使子组件依赖的状态实际上没有改变，子组件也可能会重新渲染。

import { createSignal, createMemo } from'solid-js';

const ParentComponent = () => {
  const [count, setCount] = createSignal(0);
  const [name, setName] = createSignal('John');

  const derivedValue = createMemo(() => {
    return name() + count();
  });

  return (
    <div>
      <ChildComponent value={derivedValue()} />
      <button onClick={() => setCount(count() + 1)}>增加计数</button>
      <button onClick={() => setName('Jane')}>改变名字</button>
    </div>
  );
};

const ChildComponent = ({ value }) => {
  return <p>子组件的值: {value}</p>;
};

在上述代码中，ChildComponent 依赖于 derivedValue。如果没有 createMemo，每次 count 或 name 变化时，ChildComponent 可能会不必要地重新渲染。而使用 createMemo 后，只有当 count 和 name 的变化导致 derivedValue 真正改变时，ChildComponent 才会重新渲染。

createMemo 的高级应用

与 createEffect 的结合使用

createEffect 是 Solid.js 中用于副作用操作的函数，例如数据获取、DOM 操作等。createMemo 可以与 createEffect 结合，实现更复杂的逻辑。

假设我们有一个搜索框，用户输入关键词后，我们要根据关键词从 API 获取数据。我们可以使用 createMemo 来缓存搜索结果，同时使用 createEffect 来触发数据获取。

import { createSignal, createMemo, createEffect } from'solid-js';

const searchQuery = createSignal('');

const searchResults = createMemo(() => {
  // 这里只是模拟缓存结果，实际应用中从 API 获取
  return `搜索结果: ${searchQuery()}`;
});

createEffect(() => {
  const query = searchQuery();
  if (query) {
    // 实际的 API 调用
    console.log(`正在根据 ${query} 进行搜索...`);
  }
});

const SearchComponent = () => {
  return (
    <div>
      <input type="text" onChange={(e) => searchQuery(e.target.value)} />
      <p>{searchResults()}</p>
    </div>
  );
};

在这个例子中，searchResults 使用 createMemo 缓存搜索结果。createEffect 会在 searchQuery 变化时触发，执行实际的搜索逻辑（这里只是打印模拟）。

动态依赖处理

createMemo 的依赖可以是动态的。例如，我们有一个数组，数组中的每个元素都有一个属性，我们要根据数组的变化以及属性的变化来计算一个派生值。

import { createSignal, createMemo } from'solid-js';

const items = createSignal([
  { id: 1, value: 10 },
  { id: 2, value: 20 }
]);

const totalValue = createMemo(() => {
  const arr = items();
  return arr.reduce((acc, item) => acc + item.value, 0);
});

// 改变数组元素的值
const updateItemValue = (id, newValue) => {
  const newItems = items().map(item => {
    if (item.id === id) {
      return {...item, value: newValue };
    }
    return item;
  });
  items(newItems);
};

console.log(totalValue()); 

updateItemValue(1, 15);
// 由于 items 信号变化，totalValue 重新计算
console.log(totalValue()); 

在这个例子中，totalValue 依赖于 items 信号。items 数组的结构或数组元素内部的属性变化都会导致 createMemo 重新计算 totalValue。

createMemo 的性能优化要点

合理确定依赖

在使用 createMemo 时，准确确定依赖是关键。如果依赖过多，可能会导致不必要的重新计算；如果依赖过少，可能会导致缓存值不准确。例如，在前面计算矩形面积的例子中，如果我们错误地将 width 和 height 以外的信号也作为依赖，那么即使这些信号变化不会影响面积计算，createMemo 也会重新执行，降低性能。

避免过度嵌套

虽然 createMemo 可以嵌套使用，但过度嵌套可能会使代码难以理解和维护，同时也可能影响性能。例如：

import { createSignal, createMemo } from'solid-js';

const a = createSignal(1);
const b = createSignal(2);
const c = createSignal(3);

const innerMemo = createMemo(() => {
  return a() + b();
});

const outerMemo = createMemo(() => {
  return innerMemo() + c();
});

在这个例子中，虽然逻辑上是正确的，但这种嵌套结构会增加理解成本。在实际应用中，应尽量简化这种嵌套，例如直接将 a、b 和 c 作为 outerMemo 的依赖。

缓存大型数据结构

当使用 createMemo 缓存大型数据结构时，需要注意数据的更新方式。如果直接修改缓存数据结构内部的值，而不通过更新信号的方式，createMemo 不会检测到变化，可能导致缓存数据不准确。例如：

import { createSignal, createMemo } from'solid-js';

const largeData = createSignal([{ value: 1 }, { value: 2 }]);

const cachedData = createMemo(() => {
  return largeData();
});

// 错误的更新方式，不会触发 createMemo 重新计算
cachedData()[0].value = 3;

// 正确的更新方式，通过更新信号
const newData = cachedData().map(item => {
  if (item.value === 1) {
    return {...item, value: 3 };
  }
  return item;
});
largeData(newData);

在上述代码中，直接修改 cachedData() 返回数组内部元素的值是错误的方式，应通过更新 largeData 信号来确保 createMemo 重新计算。

createMemo 与其他框架类似功能的对比

与 React 的 useMemo 对比

在 React 中，useMemo 也是用于缓存计算结果，避免不必要的重新计算。然而，React 是基于虚拟 DOM 的框架，useMemo 的依赖检测和重新计算机制与 Solid.js 的 createMemo 有所不同。

React 的 useMemo 在依赖发生变化时，会重新渲染组件（如果组件依赖于 useMemo 的返回值），并且依赖检测是通过浅比较进行的。而 Solid.js 的 createMemo 基于细粒度的响应式系统，只有当依赖的信号真正变化时才会重新计算，并且不需要重新渲染整个组件树，性能上可能更具优势。

例如，在 React 中：

import React, { useState, useMemo } from'react';

const ReactComponent = () => {
  const [count, setCount] = useState(0);
  const [name, setName] = useState('John');

  const derivedValue = useMemo(() => {
    return name + count;
  }, [name, count]);

  return (
    <div>
      <p>{derivedValue}</p>
      <button onClick={() => setCount(count + 1)}>增加计数</button>
      <button onClick={() => setName('Jane')}>改变名字</button>
    </div>
  );
};

这里 useMemo 的依赖数组决定了何时重新计算 derivedValue。而在 Solid.js 中，createMemo 自动跟踪依赖信号的变化，不需要手动指定依赖数组。

与 Vue 的 computed 对比

Vue 的 computed 属性与 createMemo 功能类似，都是用于派生状态并缓存计算结果。但 Vue 是基于数据劫持和虚拟 DOM 的框架。computed 属性依赖的数据变化时，会触发相关组件的重新渲染（通过虚拟 DOM 比较和更新）。

在 Vue 中：

<template>
  <div>
    <p>{{ derivedValue }}</p>
    <button @click="incrementCount">增加计数</button>
    <button @click="changeName">改变名字</button>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      count: 0,
      name: 'John'
    };
  },
  computed: {
    derivedValue() {
      return this.name + this.count;
    }
  },
  methods: {
    incrementCount() {
      this.count++;
    },
    changeName() {
      this.name = 'Jane';
    }
  }
};
</script>

Vue 的 computed 依赖于实例的数据属性，当这些属性变化时，computed 属性会重新计算。与 Solid.js 的 createMemo 相比，Solid.js 的细粒度响应式系统在某些场景下可以更精准地控制重新计算和更新，避免不必要的虚拟 DOM 操作。

createMemo 在实际项目中的实践案例

电商项目中的价格计算

在一个电商项目中，我们有商品的单价、数量以及促销折扣等信息。我们需要根据这些信息实时计算商品的总价。

import { createSignal, createMemo } from'solid-js';

const productPrice = createSignal(100);
const productQuantity = createSignal(1);
const discount = createSignal(0.1);

const totalPrice = createMemo(() => {
  const price = productPrice();
  const quantity = productQuantity();
  const disc = discount();
  return price * quantity * (1 - disc);
});

const ProductComponent = () => {
  return (
    <div>
      <p>单价: {productPrice()}</p>
      <p>数量: {productQuantity()}</p>
      <p>折扣: {discount() * 100}%</p>
      <p>总价: {totalPrice()}</p>
      <button onClick={() => productQuantity(productQuantity() + 1)}>增加数量</button>
      <button onClick={() => discount(discount() + 0.05)}>增加折扣</button>
    </div>
  );
};

在这个案例中，totalPrice 使用 createMemo 缓存计算结果。当单价、数量或折扣发生变化时，totalPrice 会重新计算，实时更新总价显示。

社交应用中的动态内容展示

在一个社交应用中，我们有用户发布的动态列表，每个动态包含点赞数、评论数等信息。我们要根据这些信息计算每个动态的热度值，并根据热度值对动态进行排序。

import { createSignal, createMemo } from'solid-js';

const posts = createSignal([
  { id: 1, likes: 10, comments: 5 },
  { id: 2, likes: 5, comments: 2 }
]);

const sortedPosts = createMemo(() => {
  const postList = posts();
  return postList.sort((a, b) => {
    const heatA = a.likes + a.comments * 2;
    const heatB = b.likes + b.comments * 2;
    return heatB - heatA;
  });
});

const PostListComponent = () => {
  return (
    <div>
      {sortedPosts().map(post => (
        <div key={post.id}>
          <p>点赞数: {post.likes}</p>
          <p>评论数: {post.comments}</p>
          <p>热度值: {post.likes + post.comments * 2}</p>
        </div>
      ))}
      <button onClick={() => {
        const newPosts = posts().map(post => {
          if (post.id === 1) {
            return {...post, likes: post.likes + 1 };
          }
          return post;
        });
        posts(newPosts);
      }}>给第一篇动态点赞</button>
    </div>
  );
};

这里 sortedPosts 使用 createMemo 缓存排序后的动态列表。当动态的点赞数或评论数发生变化时，createMemo 会重新计算并返回排序后的列表，实现动态内容的实时更新和排序展示。

通过以上详细的介绍、代码示例以及与其他框架的对比，我们深入了解了 Solid.js 中 createMemo 的灵活应用。从基础的缓存复杂计算到在实际项目中的各种场景应用，createMemo 都展现了其在状态派生和性能优化方面的强大能力。在实际开发中，合理运用 createMemo 可以提升应用的性能和用户体验。