什么是 @ngrx/store 开发包中的 MemoizedSelector

在 @ngrx/store 开发包中，MemoizedSelector 是一个重要的概念和工具，用于在 Angular 应用中管理和选择 Redux 状态的片段。它是 @ngrx/store 的一个关键特性，通过使用 reselect 库来实现对状态选择器的优化。MemoizedSelector 可以提高状态选择器的性能，并且能够避免不必要的状态计算，从而提高应用的效率和响应性。

在本文中，我们将深入了解 MemoizedSelector 的概念和用法，并通过具体的示例详细说明它的使用方法和优势。

1. 了解 Memoized Selector

在 Redux 应用中，状态管理是非常重要的。使用 @ngrx/store 开发包可以在 Angular 应用中轻松实现 Redux 模式。其中，选择器（Selector）是用于从 Redux 状态树中获取特定数据片段的函数。选择器允许我们在应用中组织和重用状态的读取逻辑。

@ngrx/store 中的选择器分为两类：

1. 普通选择器（Selector）：每次调用时都会计算和返回新的结果。这可能会导致性能问题，特别是在复杂状态计算时。

2. Memoized 选择器（MemoizedSelector）：使用 reselect 库实现的选择器。Memoized 选择器会缓存计算结果，并在相同的输入条件下直接返回缓存的结果，而不会重新计算。这样可以避免不必要的计算和性能损失。

2. Memoized Selector 的用法

在 Angular 应用中，我们通常会使用 createFeatureSelector 和 createSelector 函数来定义 Memoized 选择器。createFeatureSelector 用于创建特定 feature 下的选择器，而 createSelector 用于创建具体的 Memoized 选择器。

2.1 创建 Feature 选择器（createFeatureSelector）

createFeatureSelector 函数用于创建一个特定的 feature 下的选择器，它接收一个特定 feature 的标识符作为参数，并返回一个选择器函数。该选择器函数会从根状态中选择特定 feature 下的状态片段。

import { createFeatureSelector } from '@ngrx/store';

// 创建 Feature 选择器
const featureSelector = createFeatureSelector<FeatureState>('featureName');

上述代码中，我们创建了一个名为 featureSelector 的 Feature 选择器，并将其与特定 feature 的标识符 'featureName' 关联起来。这样，featureSelector 将用于选择来自名为 'featureName' 的 feature 下的状态片段。

2.2 创建 Memoized 选择器（createSelector）

createSelector 函数用于创建 Memoized 选择器，它接收一系列输入选择器（可以是 Feature 选择器或其他 Memoized 选择器），以及一个输出函数。输出函数用于从输入选择器的结果中选择特定的状态片段，并进行任意的转换或计算。

import { createSelector } from '@ngrx/store';

// 创建 Memoized 选择器
const memoizedSelector = createSelector(
  featureSelector,
  (featureState) => featureState.someData
);

上述代码中，我们创建了一个名为 memoizedSelector 的 Memoized 选择器。它接收来自 featureSelector 的结果 featureState 作为输入，然后从中选择 featureState.someData 这个状态片段。这里的 someData 可以是特定 feature 下的某个属性或者经过复杂计算得到的状态。

Memoized 选择器会缓存 featureState.someData 的计算结果，并在相同的输入条件下直接返回缓存的结果，避免不必要的计算。

2.3 使用 Memoized 选择器

在应用中使用 Memoized 选择器的过程非常简单。我们可以像调用普通函数一样调用 Memoized 选择器，并传入所需的输入条件。Memoized 选择器将根据输入条件进行状态选择，并返回缓存的结果或者进行计算后返回结果。

// 使用 Memoized 选择器
store.select(memoizedSelector).subscribe((data) => {
  console.log('Selected data:', data);
});

上述代码中，我们通过 store.select() 方法调用 memoizedSelector Memoized 选择器，并通过 subscribe 订阅状态的变化。当状态变化时，memoizedSelector 将根据输入条件进行状态选择，并返回缓存的结果或计算后的结果。最终，我们会在控制台中看到所选数据的输出。

3. Memoized Selector 的优势

Memoized 选择器在 Angular 应用中有许多优势，特别是在处理复杂状态计算时：

3.1 提高性能

Memoized 选择器通过缓存计算结果来避免不必要的状态计算，从而提高应用的性能。当选择器的输入条件没有变化时，Memoized 选择器将直接返回之前缓存的结果，而不会重新计算。这在大型应用和复杂状态计算的情况下尤为重要，可以减少重复计算的开销，提升应用的响应性能。

3.2 避免不必要的状态更新

由于 Memoized 选择器会缓存计算结果，当状态变化时，只有依赖于输入条件的数据发生变化时，Memoized 选择器才会返回新的结果。这样可以避免不必要的状态更新，减少不必要的组件重新渲染，提高应用的效率。

3.3 支持复杂状态计算

Memoized 选择器非常适用于处理复杂的状态计算逻辑。通过组合多个选择器和输出函数，我们可以轻松地实现复杂的状态转换和计算。Memoized 选择器的

缓存机制可以确保只有在必要时才进行状态计算，避免重复工作。

3.4 代码重用和组织

Memoized 选择器允许我们将状态选择逻辑从组件中分离出来，实现代码的重用和组织。我们可以将复杂的状态选择逻辑放在 Memoized 选择器中，并在不同的组件中重复使用这些选择器。这样可以保持组件简单，更易于维护。

4. 示例：使用 Memoized 选择器管理购物车状态

现在，我们通过一个购物车示例来演示如何使用 Memoized 选择器来管理复杂的状态逻辑。假设我们有一个购物车应用，其中包含多个商品和购物车状态。每个商品都有一个唯一的 ID、名称、价格和数量。购物车状态是购物车中所有商品的集合。

我们首先定义购物车的状态接口：

interface CartItem {
  id: number;
  name: string;
  price: number;
  quantity: number;
}

interface CartState {
  items: CartItem[];
  total: number;
}

接下来，我们创建购物车的 @ngrx/store 特性模块，并定义 Memoized 选择器来管理购物车状态。

// cart.actions.ts
import { createAction, props } from '@ngrx/store';
import { CartItem } from './cart-state.interface';

// 添加商品到购物车
export const addToCart = createAction(
  '[Cart] Add To Cart',
  props<{ item: CartItem }>()
);

// 从购物车中删除商品
export const removeFromCart = createAction(
  '[Cart] Remove From Cart',
  props<{ itemId: number }>()
);

// cart.reducer.ts
import { createReducer, on } from '@ngrx/store';
import { CartState, CartItem } from './cart-state.interface';
import { addToCart, removeFromCart } from './cart.actions';

// 初始化购物车状态
const initialState: CartState = {
  items: [],
  total: 0,
};

// 创建购物车状态 reducer
export const cartReducer = createReducer(
  initialState,
  on(addToCart, (state, { item }) => {
    // 判断商品是否已存在于购物车中
    const existingItem = state.items.find((i) => i.id === item.id);

    if (existingItem) {
      // 商品已存在，更新数量和总价
      const updatedItems = state.items.map((i) =>
        i.id === item.id ? { ...i, quantity: i.quantity + 1 } : i
      );

      return {
        ...state,
        items: updatedItems,
        total: state.total + item.price,
      };
    } else {
      // 商品不存在，添加新商品到购物车
      const newItem: CartItem = { ...item, quantity: 1 };

      return {
        ...state,
        items: [...state.items, newItem],
        total: state.total + item.price,
      };
    }
  }),
  on(removeFromCart, (state, { itemId }) => {
    // 根据商品 ID 从购物车中删除商品
    const updatedItems = state.items.filter((i) => i.id !== itemId);
    const removedItem = state.items.find((i) => i.id === itemId);

    return {
      ...state,
      items: updatedItems,
      total: state.total - (removedItem ? removedItem.price * removedItem.quantity : 0),
    };
  })
);

在上述代码中，我们首先定义了购物车状态接口 CartState 和商品接口 CartItem。接着，我们创建了两个 @ngrx/store 的 action：addToCart 和 removeFromCart。这些 action 将用于修改购物车的状态。

然后，我们定义了购物车的状态 reducer cartReducer，其中使用 on 函数来处理不同的 action。在 addToCart 处理逻辑中，我们判断商品是否已经存在于购物车中，如果存在则更新数量和总价，否则将新商品添加到购物车。在 removeFromCart 处理逻辑中，我们根据商品 ID 从购物车中删除商品，并相应地更新总价。

现在，我们来创建 Memoized 选择器来从购物车状态中选择特定数据片段。

// cart.selectors.ts
import { createFeatureSelector, createSelector } from '@ngrx/store';
import { CartState } from './cart-state.interface';

// 创建购物车 Feature 选择器
export const selectCartState = createFeatureSelector<CartState>('cart');

// 创建 Memoized 选择器：选择购物车中的所有商品
export const selectCartItems = createSelector(
  selectCartState,
  (cartState) => cartState.items
);

// 创建 Memoized 选择器：选择购物车中的商品总价
export const selectCartTotal = createSelector(
  selectCartState,
  (cartState) => cartState.total
);

在上述代码中，我们首先使用 createFeatureSelector 创建购物车的 Feature 选择器 selectCartState。接着，我们使用 createSelector 来创建两个 Memoized 选择器：selectCartItems 和 selectCartTotal。selectCartItems Memoized 选择器选择购物车状态中的 items，而 selectCartTotal 选择购物车状态中的 total。

现在，我们可以在组件中使用这些 Memoized 选择器来选择购物车状态的特定数据片段。

// cart.component.ts
import { Component } from '@angular/core';
import { Store } from '@ngrx/store';
import { CartItem } from './cart-state.interface';
import { addToCart, removeFromCart } from './cart.actions';
import { selectCartItems, selectCartTotal } from './cart.selectors';
import { Observable } from 'rxjs';

@Component({
  selector: 'app-cart',
  template: `
    <h2>Shopping Cart</h2>
    <div *ngFor="let item of cartItems$ | async">
      <p>{{ item.name }} - Quantity: {{ item.quantity }} - Price: ${{ item.price }}</p>
      <button (click)="removeItemFromCart(item.id)">Remove</button>
    </div>
    <p>Total Price: ${{ cartTotal$ | async }}</p>
  `,
})
export class CartComponent {
  cartItems$: Observable<CartItem[]>;
  cartTotal$: Observable<number>;

  constructor(private store: Store) {
    this.cartItems$ = this.store.select(selectCartItems);
    this.cartTotal$ = this.store.select(selectCartTotal);
  }



  addItemToCart(item: CartItem) {
    this.store.dispatch(addToCart({ item }));
  }

  removeItemFromCart(itemId: number) {
    this.store.dispatch(removeFromCart({ itemId }));
  }
}

在购物车组件中，我们使用 store.select() 方法调用 selectCartItems 和 selectCartTotal Memoized 选择器，以获取购物车中的所有商品和总价。然后，我们在模板中使用 async 管道来处理 Observable 数据，实时显示购物车的商品列表和总价。

通过使用 Memoized 选择器，我们可以高效地管理购物车状态，并根据购物车中的商品动态更新应用界面。

5. 总结

MemoizedSelector 是 @ngrx/store 开发包中的一个重要概念，它通过使用 reselect 库来实现对状态选择器的优化。Memoized 选择器可以提高应用的性能，避免不必要的状态计算，并支持复杂状态逻辑的处理。

通过 createFeatureSelector 和 createSelector 函数，我们可以轻松地创建特定 feature 下的选择器和 Memoized 选择器。Memoized 选择器在 Angular 应用中非常有用，特别是在管理大型状态树和复杂状态计算时，能够有效地提高应用的性能和响应性。

在实际开发中，我们应该充分利用 MemoizedSelector 的优势，并将状态选择逻辑尽可能地抽象成可复用的选择器，以提高代码的可维护性和重用性。同时，我们也应该注意避免滥用 Memoized 选择器，避免创建过多的选择器导致不必要的内存占用。综合考虑性能和可维护性，合理使用 Memoized 选择器将有助于构建高效、可扩展的 Angular 应用。