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深入了解 JavaScript 中的 for 循環

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在ECMAScript5(簡稱 ES5)中,有三種 for 循環,各自是:

  • 簡單for循環
  • for-in
  • forEach

在2015年6月份公布的ECMAScript6(簡稱 ES6)中。新增了一種循環。是:

  • for-of

以下我們就來看看這 4 種 for 循環。

簡單 for 循環

以下先來看看大家最常見的一種寫法:

const arr = [1, 2, 3];
for(let i = 0
; i < arr.length; i++) { console.log(arr[i]); }

當數組長度在循環過程中不會改變時。我們應將數組長度用變量存儲起來。這樣會獲得更好的效率,以下是改進的寫法:

const arr = [1, 2, 3];
for(let i = 0, len = arr.length; i < len; i++) {
    console.log(arr[i]);
}

for-in

通常情況下。我們能夠用 for-in 來遍歷一遍數組的內容。代碼例如以下:

const arr = [1, 2, 3];
let index;
for(index
in arr) { console.log("arr[" + index + "] = " + arr[index]); }

普通情況下,執行結果例如以下:

arr[0] = 1
arr[1] = 2
arr[2] = 3

但這麽做往往會出現故障。

for-in 的真相

for-in 循環遍歷的是對象的屬性,而不是數組的索引。因此。 for-in 遍歷的對象便不局限於數組,還能夠遍歷對象。樣例例如以下:

const person = {
    fname: "san",
    lname: "zhang",
    age: 99
};
let info;
for(info in
person) { console.log("person[" + info + "] = " + person[info]); }

結果例如以下:

person[fname] = san
person[lname] = zhang
person[age] = 99

須要註意的是, for-in 遍歷屬性的順序並不確定。即輸出的結果順序與屬性在對象中的順序無關。也與屬性的字母順序無關。與其它不論什麽順序也無關。

Array 的真相

Array 在 Javascript 中是一個對象。 Array 的索引是屬性名。

其實。 Javascript 中的 “array” 有些誤導性。 Javascript 中的 Array 並不像大部分其它語言的數組。首先。 Javascript 中的 Array 在內存上並不連續,其次, Array 的索引並非指偏移量。實際上, Array 的索引也不是 Number 類型,而是 String 類型的。我們能夠正確使用如 arr[0] 的寫法的原因是語言能夠自己主動將 Number 類型的 0 轉換成 String 類型的 “0″ 。

所以,在 Javascript 中從來就沒有 Array 的索引,而僅僅有相似 “0″ 、 “1″ 等等的屬性。

有趣的是,每個 Array 對象都有一個 length 的屬性,導致其表現地更像其它語言的數組。但為什麽在遍歷 Array 對象的時候沒有輸出 length 這一條屬性呢?那是由於 for-in 僅僅能遍歷“可枚舉的屬性”, length 屬於不可枚舉屬性,實際上, Array 對象還有更多不可枚舉的屬性。

如今,我們再回過頭來看看用 for-in 來循環數組的樣例,我們改動一下前面遍歷數組的樣例:

const arr = [1, 2, 3];
arr.name = "Hello world";
let index;
for(index in arr) {
    console.log("arr[" + index + "] = " + arr[index]);
}

執行結果是:

arr[0] = 1
arr[1] = 2
arr[2] = 3
arr[name] = Hello world

我們看到 for-in 循環訪問了我們新增的 “name” 屬性,由於 for-in 遍歷了對象的全部屬性,而不僅僅是“索引”。同一時候須要註意的是,此處輸出的索引值,即 “0″、 “1″、 “2″不是 Number 類型的,而是 String 類型的。由於其就是作為屬性輸出。而不是索引。那是不是說不在我們的 Array 對象中加入新的屬性,我們就能夠僅僅輸出數組中的內容了呢?答案是否定的。

由於 for-in 不僅僅遍歷 array 自身的屬性。其還遍歷 array 原型鏈上的全部可枚舉的屬性。以下我們看個樣例:

Array.prototype.fatherName = "Father";
const arr = [1, 2, 3];
arr.name = "Hello world";
let index;
for(index in arr) {
    console.log("arr[" + index + "] = " + arr[index]);
}

執行結果是:

arr[0] = 1
arr[1] = 2
arr[2] = 3
arr[name] = Hello world
arr[fatherName] = Father

寫到這裏。我們能夠發現 for-in 並不適合用來遍歷 Array 中的元素,其更適合遍歷對象中的屬性,這也是其被創造出來的初衷。卻有一種情況例外,就是稀疏數組。考慮以下的樣例:

let key;
const arr = [];
arr[0] = "a";
arr[100] = "b";
arr[10000] = "c";
for(key in arr) {
    if(arr.hasOwnProperty(key)  &&    
        /^0$|^[1-9]\d*$/.test(key) &&    
        key <= 4294967294               
        ) {
        console.log(arr[key]);
    }
}

for-in 僅僅會遍歷存在的實體。上面的樣例中, for-in 遍歷了3次(遍歷屬性分別為”0″、 “100″、 “10000″的元素。普通 for 循環則會遍歷 10001 次)。所以,僅僅要處理得當。 for-in 在遍歷 Array 中元素也能發揮巨大作用。

為了避免反復勞動。我們能夠包裝一下上面的代碼:

function arrayHasOwnIndex(array, prop) {
    return array.hasOwnProperty(prop) && 
        /^0$|^[1-9]\d*$/.test(prop) && 
        prop <= 4294967294; // 2^32 - 2
}

使用示比例如以下:

for (let key in arr) {
    if (arrayHasOwnIndex(arr, key)) {
        console.log(arr[key]);
    }
}

for-in 性能

正如上面所說,每次叠代操作會同一時候搜索實例或者原型屬性, for-in 循環的每次叠代都會產生更多開銷,因此要比其它循環類型慢,一般速度為其它類型循環的 1/7。因此,除非明白須要叠代一個屬性數量未知的對象。否則應避免使用 for-in 循環。假設須要遍歷一個數量有限的已知屬性列表。使用其它循環會更快。比方以下的樣例:

const obj = {
    "prop1": "value1",
    "prop2": "value2"
};

const props = ["prop1", "prop2"];
for(let i = 0; i < props.length; i++) {
    console.log(obj[props[i]]);
}

上面代碼中,將對象的屬性都存入一個數組中,相對於 for-in 查找每個屬性,該代碼僅僅關註給定的屬性,節省了循環的開銷和時間。

forEach

在 ES5 中,引入了新的循環,即 forEach 循環。

const arr = [1, 2, 3];
arr.forEach((data) => {
    console.log(data);
});

執行結果:

1
2
3

forEach 方法為數組中含有有效值的每一項執行一次 callback 函數,那些已刪除(使用 delete 方法等情況)或者從未賦值的項將被跳過(不包含那些值為 undefined 或 null 的項)。 callback 函數會被依次傳入三個參數:

  • 數組當前項的值;
  • 數組當前項的索引;
  • 數組對象本身。

須要註意的是,forEach 遍歷的範圍在第一次調用 callback 前就會確定。調用forEach 後加入到數組中的項不會被 callback 訪問到。假設已經存在的值被改變,則傳遞給 callback 的值是 forEach 遍歷到他們那一刻的值。已刪除的項不會被遍歷到。

const arr = [];
arr[0] = "a";
arr[3] = "b";
arr[10] = "c";
arr.name = "Hello world";
arr.forEach((data, index, array) => {
    console.log(data, index, array);
});

執行結果:

a 0 ["a", 3: "b", 10: "c", name: "Hello world"]
b 3 ["a", 3: "b", 10: "c", name: "Hello world"]
c 10 ["a", 3: "b", 10: "c", name: "Hello world"]

這裏的 index 是 Number 類型。並且也不會像 for-in 一樣遍歷原型鏈上的屬性。

所以,使用 forEach 時,我們不須要專門地聲明 index 和遍歷的元素,由於這些都作為回調函數的參數。

另外。forEach 將會遍歷數組中的全部元素。可是 ES5 定義了一些其它實用的方法。以下是一部分:

  • every: 循環在第一次 return false 後返回
  • some: 循環在第一次 return true 後返回
  • filter: 返回一個新的數組,該數組內的元素滿足回調函數
  • map: 將原數組中的元素處理後再返回
  • reduce: 對數組中的元素依次處理。將上次處理結果作為下次處理的輸入,最後得到終於結果。

forEach 性能

首先感謝@papa pa的提醒,才發現我之前的理解有錯誤。

大家能夠看?

target=https%3A//jsperf.com/for-vs-foreach/66" style="color:rgb(0,136,219);text-decoration:none;">jsPerf?,在不同瀏覽器下測試的結果都是 forEach 的速度不如 for。

假設大家把測試代碼放在控制臺的話。可能會得到不一樣的結果。主要原因是控制臺的執行環境與真實的代碼執行環境有所差別。

for-of

先來看個樣例:

const arr = [‘a‘, ‘b‘, ‘c‘];
for(let data of arr) {
    console.log(data);
}

執行結果是:

a
b
c

為什麽要引進 for-of?

要回答這個問題。我們先來看看ES6之前的 3 種 for 循環有什麽缺陷:

  • forEach 不能 break 和 return;
  • for-in 缺點更加明顯。它不僅遍歷數組中的元素,還會遍歷自己定義的屬性。甚至原型鏈上的屬性都被訪問到。並且,遍歷數組元素的順序可能是隨機的。

所以。鑒於以上種種缺陷,我們須要改進原先的 for 循環。

但 ES6 不會破壞你已經寫好的 JS 代碼。眼下,成千上萬的 Web 站點依賴 for-in 循環。當中一些站點甚至將其用於數組遍歷。假設想通過修正 for-in 循環添加數組遍歷支持會讓這一切變得更加混亂。因此。標準委員會在 ES6 中添加了一種新的循環語法來解決眼下的問題。即 for-of 。

那 for-of 究竟能夠幹什麽呢?

  • 跟 forEach 相比,能夠正確響應 break, continue, return。
  • for-of 循環不僅支持數組,還支持大多數類數組對象,比如 DOM nodelist 對象。
  • for-of 循環也支持字符串遍歷。它將字符串視為一系列 Unicode 字符來進行遍歷。

  • for-of 也支持 Map 和 Set (兩者均為 ES6 中新增的類型)對象遍歷。

總結一下,for-of 循環有以下幾個特征:

  • 這是最簡潔、最直接的遍歷數組元素的語法。

  • 這種方法避開了 for-in 循環的全部缺陷。

  • 與 forEach 不同的是,它能夠正確響應 break、continue 和 return 語句。

  • 其不僅能夠遍歷數組,還能夠遍歷類數組對象和其它可叠代對象。

但須要註意的是,for-of循環不支持普通對象。但假設你想叠代一個對象的屬性,你能夠用
for-in 循環(這也是它的本職工作)。

最後要說的是,ES6 引進的還有一個方式也能實現遍歷數組的值,那就是 Iterator。上個樣例:

const arr = [‘a‘, ‘b‘, ‘c‘];
const iter = arr[Symbol.iterator]();

iter.next() // { value: ‘a‘, done: false }
iter.next() // { value: ‘b‘, done: false }
iter.next() // { value: ‘c‘, done: false }
iter.next() // { value: undefined, done: true }

只是。這個內容超出了本文的範圍,並且 Iterator 要講的也有非常多。以後有時間專門寫一篇文章介紹,歡迎關註。

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深入了解 JavaScript 中的 for 循環