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面试题:JavaScript函数内部赋值表达式对性能的连锁反应及优化

以下是一段JavaScript函数代码: ```javascript function complexFunction() { let result = 0; for (let i = 0; i < 10000; i++) { let temp = Math.pow(i, 2); result += temp; if (result > 1000) { let newVal = result * 2; temp = newVal / 3; result = temp + 10; } } return result; } ``` 从赋值表达式性能优化角度全面剖析这段代码,包括作用域链对赋值的影响、如何避免不必要的中间变量赋值以及优化后代码的性能提升预估,并说明使用哪种工具可以准确测量优化前后的性能差异。
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编程语言JavaScript

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作用域链对赋值的影响

  1. 块级作用域:在if块内声明的newValtemp变量,它们具有块级作用域。在JavaScript中,块级作用域会形成新的作用域链。每次进入if块,引擎会在该块级作用域查找变量,如果找不到再沿着作用域链向上查找。虽然块级作用域有助于代码的逻辑隔离,但频繁在块级作用域内声明和赋值变量,会增加作用域链查找变量的开销。
  2. 函数作用域:整个函数complexFunction有自己的函数作用域,变量resulti和外层的temp都在这个作用域内。在函数作用域内,变量声明会被提升到函数顶部,但赋值不会。因此,在循环开始前声明resulttemp,会使它们在整个函数作用域内可访问,而i在ES6的let关键字作用下,只在for循环块内有效。

避免不必要的中间变量赋值

  1. 减少中间变量:代码中temp变量多次被赋值,部分赋值操作可以直接合并。例如:
    • 原本let temp = Math.pow(i, 2); result += temp; 可以直接写成 result += Math.pow(i, 2);
    • if块内,let newVal = result * 2; temp = newVal / 3; result = temp + 10; 可以合并为 result = result * 2 / 3 + 10;
  2. 优化后代码
function complexFunctionOptimized() {
    let result = 0;
    for (let i = 0; i < 10000; i++) {
        result += Math.pow(i, 2);
        if (result > 1000) {
            result = result * 2 / 3 + 10;
        }
    }
    return result;
}

性能提升预估

  1. 减少变量查找开销:优化后减少了块级作用域内变量声明和赋值,作用域链查找变量的次数减少,理论上会提升性能。具体提升程度难以精确预估,但在循环次数较多(如本题10000次)的情况下,这种优化效果会更明显。
  2. 减少赋值操作:优化后减少了中间变量tempnewVal的赋值操作,减少了内存读写和计算开销,进一步提升性能。

测量性能差异的工具

  1. console.time() 和 console.timeEnd()
    • 可以在函数调用前后分别使用console.time()console.timeEnd()来测量函数执行时间。例如:
console.time('original');
complexFunction();
console.timeEnd('original');

console.time('optimized');
complexFunctionOptimized();
console.timeEnd('optimized');
  1. Benchmark.js:这是一个专门用于JavaScript性能测试的库。它提供了更精确和全面的性能测试功能,支持多次运行测试、计算平均值、标准差等统计数据。例如:
const Benchmark = require('benchmark');
const suite = new Benchmark.Suite;

suite
  .add('original', function() {
        complexFunction();
    })
  .add('optimized', function() {
        complexFunctionOptimized();
    })
  .on('cycle', function(event) {
        console.log(String(event.target));
    })
  .on('complete', function() {
        console.log('Fastest is'+ this.filter('fastest').map('name'));
    })
  .run({ 'async': true });