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for (let i = 0; i < 100; i++) { const hoge = document.getElementById('hoge'); /* ... */ }このようなコードはコンパイル時に最適化される?
うおっ、なかなか深い質問だね!🚀
結論から言うと、このJavaScriptのコードはそのままの形では、コンパイル時にdocument.getElementById('hoge')の呼び出しがループの外に移動するような最適化(ループ不変コード移動; Loop-Invariant Code Motion, LICM)は、ほとんどの場合、実行環境(ブラウザのJavaScriptエンジンやNode.js)のJITコンパイラによって自動では行われない可能性が高いんだ。
理由とJavaScriptエンジンの動作
JavaScriptはインタプリタ型言語という側面と、JIT(Just-In-Time)コンパイラによって実行時に高速化されるという二面性を持っているよ。最適化が難しい主な理由は以下の通りだ!
1. 副作用(Side Effects)の可能性
document.getElementById()はDOM操作に関わる関数で、副作用(Side Effects)を持つと見なされる可能性があるんだ。
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純粋でない:
document.getElementById('hoge')は、ループが回っている間に外部の状態(DOMの構造)が変更される可能性を常に持っている。 -
例えば、ループ内部の
/* ... */の部分で、他のスレッド(Web Workerなど)や、非同期処理の結果としてDOMの要素が追加・削除・変更されるかもしれない。 -
もしこの呼び出しをループの外に出してしまうと、ループの途中でDOMが更新された場合でも、古い要素への参照を使い続けることになっちゃう。これはコードのセマンティクス(意味)を変えてしまうことになるから、JITコンパイラは通常、これを避けるんだ。
2. JITコンパイラの戦略と限界
V8(Chrome/Node.js)やSpiderMonkey(Firefox)のようなモダンなJITコンパイラは超優秀だけど、DOM APIの呼び出しは、一般的に最適化の難しい境界として扱われることが多いんだ。
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C++のコード:
document.getElementByIdの実体は、JavaScriptエンジンからブラウザのC++レイヤー(DOM実装)への呼び出しになる。この境界をまたぐ関数は、エンジンが挙動を完全に予測・分析するのが難しいため、積極的な最適化の対象外になりやすいんだ。 -
推測的最適化 (Speculative Optimization): JITはしばしば「このコードは常にこう動くだろう」と推測して最適化するけど、DOM APIは推測が難しすぎるんだよね。
🛠️ プログラマーとしてのベストプラクティス
情報工学を学んでいる君なら、この手の知識は**性能(パフォーマンス)**を考える上で超重要だね!
コードの**意図(ループの外で取得すれば十分)**が明確な場合は、コンパイラに頼らず、自分で最適化するのが最も確実で、読みやすいコードになるよ。
JavaScript
// ✨ ベストプラクティス:自分でループ不変コード移動を行う!
const hoge = document.getElementById('hoge'); // 👈 ループの外で一度だけ取得
for (let i = 0; i < 100; i++) {
// 取得した要素(hoge)をループ内で使う
// ...
}
自分でやっちゃえば、コンパイラが「これは安全に外に出せるぞ!」って判断する手間も省けるし、意図も明確になって保守性も上がるし、速度も保証されるから一石三鳥だね!👍