优化循环DOM结构性能之函数each()

对于不同技术层面的前端攻城师，优化循环DOM结构性能，是需要我们去研究和思考的。每当我们完成一个项目后，应该多去总结和note，从中吸取经验和教训，争取在下一个项目做得更好。

我们有时候对jQuery只停留在用的层面，而不知其具体实现的话，真的很容易用出问题来。废话不多说，我们可以看一段代码：

$.fn.beautifyTable = function(options) { 
    //定义默认配置项，再用options覆盖 
    return this.each(function() { 
        var table = $(this), 
        tbody = table.children('tbody'), 
        tr = tbody.children('tr'), 
        th = tbody.children('th'), 
        td = tbody.children('td'); 
        
        //单独内容的class 
        table.addClass(option.tableClass); 
        th.addClass(options.headerClass); //1 
        td.addClass(options.cellClass); //2 
        
        //奇偶行的class 
        tbody.children('tr:even').addClass(options.evenRowClass); //3 
        tbody.children('tr:odd').addClass(options.oddRowClass); //4 
        
        //对齐方式 
        tr.children('th,td').css('text-align', options.align); //5 
        
        //添加鼠标悬浮 
        tr.bind('mouseover', addActiveClass); //6 
        tr.bind('mouseout', removeActiveClass); //7 
        
        //点击变色 
        tr.bind('click', toggleClickClass); //8 
    }); 
};

总的来说，这段代码不错，思路清晰，逻辑明确，想要做什么也通过注释说得很明白了。但是按作者的说法，当表格中有120行时，IE已经反映脚本运行时间过长了。显然从表现来看，这个函数的效率不高，甚至说极其低下。
于是，开始从代码层面进行分析，这是一个标准的jQuery插件式的函数，有个典型的return this.each(function( ) { 。.. };);形式的代码，如果作者写下这段代码的时候，不是照本宣科不经思考的话，就应该意识到jQuery的一个函数干了什么事。

简单来说，jQuery.fn下的函数，绝大部分是一个each的调用，所谓each，自然是对选择出来的元素进行了遍历，并对某个元素进行了指定的操作。那么看看上面一段代码，进行了多少的遍历，在此就假设只选择了120行，每一行有6列，另加上1行的表头吧：

遍历th，添加headerClass，元素数为6。
遍历td，添加cellClass，元素数为6*120=720。
从所有tr中找出奇数的，需要对所有tr进行一次遍历，元素数为120。
遍历奇数的tr，添加evenRowClass，元素数为120/2=60。
从所有tr中找出偶数的，需要对所有tr进行一次遍历，元素数为120。
遍历偶数的tr，添加oddRowClass，元素数为120/2=60。
遍历所有th和td，添加text-align，元素数为120*6+6=726。
遍历所有tr，添加mouseover事件，元素数为120。
遍历所有tr，添加mouseout事件，元素数为120。
遍历所有tr，添加click事件，元素数为120。

为了方便，我们简单地假设，在遍历中访问一个元素耗时为10ms，那么这个函数一共用了多少时间呢？这个函数共遇上了2172个元素，耗时21720ms，即21秒，显然IE确实应该报脚本执行过久了。

知道了效率低下的原因，要从根本上进行解决，自然要想方设法来合并循环，初略一看，按照上边代码中注释里的数字，至少以下几点是可以合并的：

3和4可以合并为一次循环，从120+60+120+60变为120，减少了240。1、2和5可以合并为一次循环，从6+720+726变为726，减少了726。6、7、8可以合并为一次循环，从120+120+120变为120，减少了240。进一步的，3、4和6、7、8一样可以合并为一次循环，继续减少了120。累加一下，我们一共减少了240+726+240+120=1326次元素操作，总计13260ms。在优化之后，我们的函数耗时变为21720-13260=8460ms，即8s。
到这里可能会有一个疑问，从表格的结构上来说，所有的th和td元素肯定都在tr之内，那么为什么不将1、2、5这三步的循环同样放到对tr的循环中，形成一个嵌套的循环，这样不是更加快速吗？

这里之所以没有这么做，主要有2个原因：

其一，无论将1、2、5这三者放在哪里，都不会减少对所有th和td元素的一次访问。

另一方面，$(‘th，td')这个选择器，在sizzle中会被翻译成2次getElementsByTagName函数的调用，第一次获取所有th，第二次获取所有td，然后进行集合的归并。由于getElementsByTagName是内置函数，在此可以认为该函数是不带循环的，即复杂度为O（1），同样集合的归并使用Array的相关函数，是对内存的操作，复杂度同样为O(1)。
反之，如果在对tr元素的循环中再采用$(‘th，'td)这个选择器，则是在tr元素上调用2次getElementsByTagName，由于无论在哪个元素上调用该函数，函数执行的时间是相同的，因此在循环tr时使用，反而多出了119*2次的函数调用，效率不升反降。

可见，对sizzle选择器的基本知识，也是帮助优化jQuery代码的很重要的一方面。不要啥都让javascript来做。

根据前面的基本的优化，已经将时间从21秒降到了8秒，但是8秒这个数字显然是无法接受的。

再进一步分析我们的代码，事实上，循环遍历是语言层面上的内容，其速度应该是相当快的。而针对每个元素所做的操作，是jQuery提供的函数，相比遍历来说，才是占去大部分资源的主子。如果说遍历中访问元素用时是10ms的话，不客气地说执行一个addClass至少是100ms级别的消耗。
因此，为了进一步地优化效率，就不得不从减少对元素的操作入手。再仔细地回审代码，发现这个函数有着非常多的对样式的修改，其中至少包括了：

给所有th加上class。
给所有td加上class。
给tr分奇偶行加上class。
给所有th和td加上一个text-align样式。
而事实上我们知道，CSS本身就拥有子代选择器，而浏览器原生对CSS的解析，效率远远高于让javascript去给元素一一加上class。

所以，如果对CSS是可控的，那么这个函数就不应该拥有headerClass、cellClass这两个配置项，而是尽可能地在CSS中进行配置：

.beautiful-table th { /* headerClass的内容 */ } 
.beautiful-table td { /* cellClass的内容 */ }

对于：nth-child伪类的探测，可以用以下的思路来进行：创建一个stylesheet，再创建一条规则，如#test span:nth-child（odd） { display： block; }。创建相应的HTML结构，一个id为test的div，内部放置3个span。
将stylesheet和div一同加入的DOM树中。查看第1和第3个span的运行期display样式，如果是block，则表明支持该伪类。删除创建的stylesheet和div，别忘了缓存探测的结果。最后，对于给所有th和td元素添加text-align样式，也是可以通过css进行优化的。既然不知道添加的是哪个align，那么就多写几个样式：

/* CSS样式 */ 
.beautiful-table-center th,.beautiful-table-center td { text-align: center !important; } 
.beautiful-table-rightright th,.beautiful-table-rightright td { text-align: rightright !important; } 
.beautiful-table-left th,.beautiful-table-left td { text-align: left !important; } 
/* javascript */ 
table.addClass('beautiful-table-' + options.align);

去找页面里的所有CSS规则，比如document.styleSheets。遍历所有规则，把配置项中的headerClass、cellClass等拿出来。提取需要的几个class中的所有样式，再自己组装成新的选择器，如beautiful-table th。使用创建出来的选择器，生成新的stylesheet，加入到DOM树中。那么只给table加上beautiful-table这个class就搞定了。
当然上面的做法其实也蛮消耗时间的，毕竟又要遍历stylesheet，又要创建stylesheet。具体是不是对效率提升有很大的帮助，则依据页面的规模会有不同的效果，是否使用就要看函数设计人员的具体需求了，这里也就是提一种策略。
总的来说，通过尽可能少地执行javascript，将更多的样式化的任务交给CSS，则浏览器的渲染引擎来完成，又可以进一步地优化该函数，假设对addClass、css的调用需要100ms的话，此次优化直接消灭了原有120+726=846次的操作，节约了84600ms的时间（当然有夸张的成分，但是对整个函数的消耗来说，这个确实是很大的一块）。
这篇文章，仅仅是想在jQuery的各个实现的层面上来进行优化，只涉及到了对jQuery整个运行过程的分析、细节介绍和优化方向，并没有提到一些基本之基本的优化方法，比如：先将整个table从DOM树中移除，完成所有的操作之后再放回DOM，减少repaint。将mouseover和mouseout改为mouseenter和mouseleave，减少因为下正确的事件冒泡模型导致的重复的事件函数的执行。对于th、td之类单纯元素的选择，优先考虑使用原生的getElementsByTagName，消灭sizzle分析选择器的时间。

总结

还是那句话，完成一个项目后，应该多去总结，为下一个项目做技术铺垫。