Memorização em JavaScript

May 08 2023

A memorização é uma poderosa técnica de otimização usada na programação de computadores para acelerar a execução de funções armazenando em cache seus resultados. É particularmente útil ao lidar com funções computacionalmente caras ou frequentemente chamadas. JavaScript, sendo uma linguagem dinâmica e flexível, fornece várias maneiras de implementar a memoização. Neste artigo, vamos nos aprofundar na memoização em JavaScript, explorando seus conceitos, benefícios e diferentes abordagens de implementação.

Em sua essência, a memoização envolve armazenar os resultados de chamadas de funções caras e retornar o resultado armazenado em cache quando as mesmas entradas ocorrerem novamente. Isso elimina cálculos redundantes e melhora significativamente o desempenho do programa. A ideia básica por trás da memoização pode ser resumida em três etapas:

Verifique se o resultado de um determinado conjunto de entradas já está armazenado em cache.
Se o resultado for encontrado, retorne-o.
Caso contrário, calcule o resultado, armazene-o em cache e retorne-o.

function fibonacci(n) {
  if (n <= 1) {
    return n;
  }
  
  return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
}

Uma maneira de implementar a memoização em JavaScript é usar um objeto de cache para armazenar os resultados computados. Aqui está um exemplo de como podemos modificar a fibonaccifunção para incorporar a memorização:

function fibonacci(n, cache = {}) {
  if (n <= 1) {
    return n;
  }
  
  if (cache[n]) {
    return cache[n];
  }
  
  const result = fibonacci(n - 1, cache) + fibonacci(n - 2, cache);
  cache[n] = result;
  
  return result;
}

Essa abordagem melhora a complexidade de tempo da fibonaccifunção de exponencial para linear, tornando-a muito mais eficiente. Como a função é chamada recursivamente, os resultados intermediários são armazenados em cache, evitando cálculos redundantes.

Outra abordagem para memoização em JavaScript envolve o uso de funções de ordem superior. Podemos criar uma função de ordem superior chamada memoizeque recebe uma função como entrada e retorna uma versão memorizada dessa função. Aqui está um exemplo de implementação:

function memoize(func) {
  const cache = {};
  
  return function(...args) {
    const key = JSON.stringify(args);
    
    if (cache[key]) {
      return cache[key];
    }
    
    const result = func.apply(this, args);
    cache[key] = result;
    
    return result;
  };
}

Para usar a memoizefunção, podemos agrupar qualquer função que queremos memorizar. Aqui está um exemplo de como podemos aplicar memoizeà fibonaccifunção:

const fibonacciMemoized = memoize(fibonacci);

A memoização em JavaScript oferece vários benefícios. Em primeiro lugar, melhora o desempenho de funções que envolvem cálculos caros ou chamadas recursivas, eliminando cálculos redundantes. Isso pode levar a acelerações significativas, especialmente para funções com lógica complexa ou grandes entradas.

Em segundo lugar, a memoização melhora a legibilidade e a manutenção do código. Ao separar a lógica de cache da função original, o código fica mais limpo e fácil de entender. Além disso, se a mesma função for chamada várias vezes com as mesmas entradas, a versão memorizada retornará o resultado instantaneamente do cache, reduzindo a complexidade geral e aprimorando a eficiência do código.

No entanto, a memoização não é uma bala de prata e pode não ser adequada para todos os cenários. Deve ser usado criteriosamente, considerando fatores como o tamanho do espaço de entrada e a compensação entre uso de memória e ganhos de desempenho. Funções com um pequeno número de entradas possíveis ou aquelas que possuem efeitos colaterais podem não ser boas candidatas para memorização.

Concluindo, a memoização é uma técnica valiosa para otimizar a execução de funções em JavaScript. Ele melhora o desempenho armazenando em cache os resultados calculados e retornando-os para chamadas subsequentes com as mesmas entradas. O JavaScript fornece várias abordagens para implementar a memoização, incluindo o uso de objetos de cache ou funções de ordem superior. Aplicando a memoização apropriadamente, os desenvolvedores podem aumentar a eficiência e a capacidade de resposta de seu código, principalmente ao lidar com tarefas computacionais intensivas.

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