如何手写 memoize 函数？缓存 key 应该怎么设计？

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memoize 用来缓存纯函数的计算结果。相同入参再次调用时直接返回缓存，避免重复计算。基础实现可以用 Map 存 key 和结果，key 可以由第一个参数、JSON 序列化或自定义 resolver 生成。边界包括：函数必须尽量纯、对象参数 key 不稳定、缓存可能无限增长、this 要保留、异步结果要考虑失败缓存。

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memoize 的核心是“参数 → key → 结果”。

key 方案	优点	缺点
第一个参数	简单	只适合单参数
`JSON.stringify(args)`	通用一点	对函数、循环引用、属性顺序有坑
自定义 resolver	最灵活	调用者要设计
WeakMap 嵌套	对对象友好	实现复杂

function memoize<T extends (...args: any[]) => any>(fn: T, resolver?: (...args: Parameters<T>) => unknown): T {
  const cache = new Map<unknown, ReturnType<T>>()
  return function (this: unknown, ...args: Parameters<T>) {
    const key = resolver ? resolver(...args) : JSON.stringify(args)
    if (cache.has(key)) return cache.get(key)!
    const result = fn.apply(this, args)
    cache.set(key, result)
    return result
  } as T
}

memoize 只适合缓存“同样输入得到同样输出”的函数，不能随便包有副作用的函数。

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一、memoize 解决什么问题

某些函数计算昂贵，例如递归、复杂格式化、规则匹配和数据转换。如果相同输入会反复出现，就可以缓存结果。

典型例子是斐波那契递归：

const fib = memoize((n: number): number => {
  if (n <= 1) return n
  return fib(n - 1) + fib(n - 2)
})

二、为什么强调纯函数

纯函数意味着相同输入总是得到相同输出，而且没有外部副作用。memoize 默认依赖这个前提。

如果函数读取当前时间、随机数、全局变量或接口状态，缓存结果可能错误。

三、基础实现

基础实现只需要 Map。

function simpleMemoize(fn: Function) {
  const cache = new Map()
  return (...args: unknown[]) => {
    const key = JSON.stringify(args)
    if (cache.has(key)) return cache.get(key)
    const value = fn(...args)
    cache.set(key, value)
    return value
  }
}

这足够展示思路，但不是工程最稳写法。

四、key 设计是核心

JSON.stringify 有很多坑：对象属性顺序可能影响字符串，函数和 undefined 会被特殊处理，循环引用会报错，大对象序列化本身也有成本。

因此成熟 memoize 通常允许传 resolver。

const getUser = memoize(fetchUser, userId => userId)

调用者最了解业务 key，强行通用反而容易错。

五、对象参数怎么办

对象参数如果按引用区分，可以使用 WeakMap。这样对象被释放时，缓存也不会强行阻止 GC。

参数类型	推荐 key
基础类型	直接作为 Map key
对象按引用	WeakMap
对象按内容	稳定序列化或业务 id

六、缓存淘汰问题

memoize 缓存如果无限增长，会变成内存泄漏。工程上可加：

最大缓存数量。
TTL 过期。
LRU 淘汰。
手动 clear。

手写题如果时间充足，可以主动提这点。

七、常见误区与追问

误区：memoize 可以优化所有函数。 只有重复输入多、计算成本高、结果稳定时才有价值。
误区：JSON.stringify 永远能当 key。 循环引用、函数、属性顺序和序列化成本都是坑。
误区：缓存越多越好。 无限缓存可能造成内存增长，应该有淘汰策略。
追问：异步函数能 memoize 吗？ 可以缓存 Promise，但 reject 后是否删除缓存要按业务决定。
追问：如何保留 this？ 用 fn.apply(this, args) 调用原函数。
追问：对象参数用 Map 有什么问题？ Map 会强引用对象，长期缓存可能阻止对象释放。

八、加强记忆

memoize 记成“纯函数结果缓存”。重点不是 Map，而是 key 设计、缓存边界和适用条件。面试回答只要把 resolver、this、淘汰和异步失败说清楚，就很完整。

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