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tags: [React, State, Immutability, Hooks, Frontend]
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create time: 2026-04-29 22:03
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# State 与不可变性
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## 概述
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State 是 React 组件的数据源。**不可变性**（Immutability）是 React 状态管理的基石——React 通过引用比较判断 state 是否变化，只有创建了新的引用才会触发重渲染。理解这一点，就能避免 "数据变了但 UI 没更新" 这一经典 Bug。
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## 为什么必须遵守不可变性？
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```mermaid
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graph LR
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A["setState(newState)"] --> B{"old === new?"}
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B -->|不同| C["触发重渲染 ✅"]
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B -->|相同| D["跳过渲染 ❌ 数据已变但 UI 不变"]
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style C fill:#4FC08D,color:#fff
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style D fill:#F5A87D,color:#000
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```
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> [!question] 思考：为什么 React 用浅比较而不是深比较？
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>
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> - **性能**：深比较复杂度为 O(n)，大型嵌套对象代价极高；浅比较 O(1)
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> - **职责划分**：React 负责高效检测变化，开发者负责正确生成新引用
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> - **历史教训**：Redux / MobX 等库的对比证明，强制不可变性让调试和追踪变更成为可能
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> [!note] 核心原则
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> React 只认引用地址，不认内容。`{a: 1}` 和 `{a: 1}` 在 JS 中是两个不同的对象，`===` 为 `false`。因此只要每次创建新引用，React 就会检测到变化。
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## useState 基础用法
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```tsx
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const [count, setCount] = useState(0);
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const [user, setUser] = useState<{ name: string; age: number }>({ name: "", age: 0 });
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const [items, setItems] = useState<string[]>([]);
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// setState 可以接收值或 updater 函数
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setCount(c => c + 1); // 推荐：基于旧值时用 updater，避免闭包陷阱
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```
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### Updater 函数模式
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当新 state 依赖旧 state 时，必须使用 updater 形式：
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```tsx
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// 场景：快速连续点击，用值可能导致丢失更新
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handleClick = () => {
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setCount(count + 1); // ❌ 如果 count 被缓存，可能只+1
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setCount(count + 1);
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};
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handleClick = () => {
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setCount(c => c + 1); // ✅ 每次都拿到最新值，两次点击正确 +2
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setCount(c => c + 1);
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};
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```
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> [!tip] 最佳实践
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> 养成习惯：**凡是新值依赖于旧值，一律用 updater 函数**。即使当前看起来没问题，也能预防未来重构引入的闭包问题。
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## 不可变更新模式
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### 数组操作
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```tsx
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const [list, setList] = useState(["a", "b", "c"]);
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// 添加末尾
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setList(prev => [...prev, "d"]);
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// 插入开头
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setList(prev => ["new", ...prev]);
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// 删除（按 index）
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setList(prev => prev.filter((_, i) => i !== targetIndex));
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// 更新指定元素
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setList(prev => prev.map((item, i) =>
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i === targetIndex ? { ...item, completed: true } : item
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));
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// 安全排序（sort() 原地修改！必须先拷贝）
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setList(prev => [...prev].sort((a, b) => a.id - b.id));
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```
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> [!warning] 常见陷阱
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>
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> ```tsx
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> // ❌ sort()/reverse()/push()/splice() 都原地修改原数组！
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> list.sort(); // list 引用不变
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> setList(list); // React 跳过渲染
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>
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> // ✅ 先拷贝再操作
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> setList([...list].sort());
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> ```
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### 对象更新
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```tsx
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const [form, setForm] = useState({
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profile: { name: "", email: "" },
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settings: { theme: "light", notifications: true },
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});
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// 顶层字段 —— 展开一层即可
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setForm(prev => ({ ...prev, title: "新标题" }));
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// 嵌套一层 —— 逐层展开
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setForm(prev => ({
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...prev,
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profile: { ...prev.profile, name: "新名字" },
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}));
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```
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> [!warning] 多层嵌套会非常冗长，这是手动管理复杂 state 的天然缺陷
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>
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> 如果你的嵌套超过两层，说明应该考虑 `useReducer` 或外部状态管理库了。
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## 状态提升
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> [!abstract] 什么是状态提升？
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> React 官方提出的设计模式：将共享状态移动到最先需要它的共同父组件中，子组件通过 props 读取，通过回调 prop 请求变更。
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```mermaid
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flowchart TD
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subgraph A["状态提升前 ❌"]
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S1[CounterA 独立 state]
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S2[CounterB 独立 state]
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S3[总和无法计算]
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S1 --> S3
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S2 --> S3
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end
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subgraph B["状态提升后 ✅"]
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P[App 持有 state]
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C1[CounterA via props]
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C2[CounterB via props]
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Total["显示总和"]
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P --> C1
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P --> C2
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P --> Total
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end
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```
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```tsx
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// 状态提升后
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function App() {
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const [countA, setCountA] = useState(0);
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const [countB, setCountB] = useState(0);
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return (
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<>
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<p>总和: {countA + countB}</p>
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<Counter value={countA} onChange={setCountA} />
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<Counter value={countB} onChange={setCountB} />
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</>
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);
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}
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```
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> [!info] 何时使用状态提升？
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> - 两个或多个组件需要同步同一份数据
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> - 一个组件的交互需要影响其他组件的行为
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> - 没有更好的替代方案（如 Context、状态管理库）之前，先从状态提升开始
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## useReducer：管理复杂 state
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当 state 逻辑变复杂时，`useReducer` 比 `useState(updater)` 更清晰：
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```tsx
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interface State {
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items: Item[];
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status: "idle" | "loading" | "error";
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error?: string;
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}
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type Action =
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| { type: "ADD"; payload: Item }
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| { type: "SET_LOADING" }
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| { type: "SET_ERROR"; payload: string };
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function reducer(state: State, action: Action): State {
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switch (action.type) {
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case "ADD": return { ...state, items: [...state.items, action.payload] };
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case "SET_LOADING": return { ...state, status: "loading" };
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case "SET_ERROR": return { ...state, status: "error", error: action.payload };
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default: return state; // 未匹配的动作返回原 state
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}
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}
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function MyComponent() {
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const [state, dispatch] = useReducer(reducer, initialState);
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return (
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<div>
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{state.status === "loading" && <Spinner />}
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{state.status === "error" && <Alert>{state.error}</Alert>}
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{state.items.map(item => (
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<Item key={item.id} {...item} onRemove={() => dispatch({ type: "REMOVE", payload: item.id })} />
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))}
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</div>
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);
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}
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```
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> [!tip] useReducer 的优势
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>
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> 1. **动作语义化**：`dispatch({ type: "ADD" })` 比 `setState()` 更能表达意图
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> 2. **逻辑集中**：所有变更规则集中在 reducer 函数里，方便测试
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> 3. **批量关联更新**：一个 action 可以同时更新多个相互关联的子值
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> 4. **DevTools 友好**：配合 Redux DevTools 可实现时间旅行调试
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### useState vs useReducer 决策表
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| 维度 | 选 useState | 选 useReducer |
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|------|------------|--------------|
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| state 类型 | 简单标量（number, boolean, string） | object / array，结构较复杂 |
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| 下一个 state | 不依赖旧值，或直接给出 | 依赖旧值，且有分支逻辑 |
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| 变更来源 | 单一触发点 | 多个可能的 action 类型 |
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| 子值联动 | 无需联动 | 一次操作需更新多个子值 |
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| 可测试性 | 不需要单独测试 | reducer 是纯函数，可独立测试 |
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> [!example] 同一个场景的两种写法对比
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>
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> 假设实现一个计数器，支持 increment/decrement/reset：
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>
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> ```tsx
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> // useState 版本
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> const [n, setN] = useState(0);
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> // reset 需要知道初始值，不够自包含
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>
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> // useReducer 版本
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> function reducer(state, action) {
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> switch (action.type) {
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> case "INCREMENT": return { n: state.n + 1 };
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> case "DECREMENT": return { n: state.n - 1 };
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> case "RESET": return { n: INITIAL_VALUE }; // self-contained
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> }
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> }
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> ```
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## 什么时候不应该用 State？
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> [!important] 误区：把所有数据都塞进 state
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>
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> 不是所有数据都需要 state。以下情况应优先考虑替代方案：
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```tsx
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// ❌ 不该存为 state：可以从 props 或其他 state 计算得出
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const [fullName, setFullName] = useState("");
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useEffect(() => setFullName(`${firstName} ${lastName}`), [firstName, lastName]);
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// ✅ 直接在渲染中计算
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const fullName = `${firstName} ${lastName}`;
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```
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```tsx
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import { useRef } from "react";
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// ❌ 不该存为 state：需要跨渲染保持可变引用（定时器 ID、DOM 节点、WebSocket）
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let timerId = useRef<NodeJS.Timeout>(); // 不能在渲染期间赋值
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// ✅ 用 useRef 存储非渲染相关的可变值
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const timerRef = useRef<NodeJS.Timeout>();
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timerRef.current = setTimeout(() => {}, 1000);
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// ⚠️ 注意：修改 ref.current 不会触发重渲染！
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```
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```tsx
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import { useMemo, useCallback } from "react";
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// ❌ 过度优化：每个小值都用 useMemo/useCallback
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const [n, setN] = useState(0);
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const doubled = useMemo(() => n * 2, [n]); // 多此一举
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// ✅ useMemo/useCallback 只在昂贵计算或传给 memo 子组件时使用
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```
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## 性能注意事项
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> [!summary] 本节要点：state 的每一次 setter 调用都会触发当前组件重渲染，优化的核心思路是减少不必要的渲染和降低渲染成本。
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1. **拆分 state** — 不相关的状态不要放在同一个 state 变量里，避免一处变更导致整个大对象所在组件全部重渲染
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2. **惰性初始化** — `useState(() => computeExpensiveValue())` 中的工厂函数只在首次挂载时执行，适合初始化开销大的场景
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3. **稳定引用** — 组件函数本身在每次渲染都是新引用，如需传给子组件，优先用 `useCallback`；跨渲染保存可变引用用 `useRef`
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```tsx
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// 惰性初始化
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const [cache, setCache] = useState<Map<string, any>>(() => new Map());
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// useRef 存储 callback（配合 memo 使用）
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const callbackRef = useRef(callback);
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callbackRef.current = callback;
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// 子组件中通过 callbackRef.current 访问
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```
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> [!tip] React 18 批处理升级
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> React 18 起，**所有状态更新都自动批处理**，包括：
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> - Promise 回调内的 setState
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> - setTimeout 内的 setState
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> - 原生事件处理器内的 setState
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> 不再需要 `unstable_batchedUpdates`，也不再需要担心手动批处理的问题。
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## 关联笔记
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- [[hhs/REACT/1. 基础篇/03-组件与 Props]]
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|
- [[hhs/REACT/2. Hooks 篇/05-核心 Hooks]]
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|
- [[hhs/REACT/2. Hooks 篇/06-性能优化 Hooks]]
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|
|
- [[hhs/REACT/4. 进阶篇/11-组件通信模式]]
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|
|
- [[hhs/REACT/5. 工程实践篇/15-性能优化]]
|