深入了解JavaScript中的for循環(huán)
在ECMAScript5(簡稱 ES5)中,有三種 for 循環(huán),分別是:
-
簡單for循環(huán)
-
for-in
-
forEach
在2015年6月份發(fā)布的ECMAScript6(簡稱 ES6)中,新增了一種循環(huán),是:
-
for-of
下面我們就來看看這 4 種 for 循環(huán)。
簡單 for 循環(huán)
下面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(dāng)數(shù)組長度在循環(huán)過程中不會改變時,我們應(yīng)將數(shù)組長度用變量存儲起來,這樣會獲得更好的效率,下面是改進(jìn)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,我們可以用 for-in 來遍歷一遍數(shù)組的內(nèi)容,代碼如下:
const arr = [1, 2, 3]; let index; for(index in arr) { console.log("arr[" + index + "] = " + arr[index]); }
一般情況下,運(yùn)行結(jié)果如下:
arr[0] = 1 arr[1] = 2 arr[2] = 3
但這么做往往會出現(xiàn)問題。
for-in 的真相
for-in 循環(huán)遍歷的是對象的屬性,而不是數(shù)組的索引。因此, for-in 遍歷的對象便不局限于數(shù)組,還可以遍歷對象。例子如下:
const person = { fname: "san", lname: "zhang", age: 99 }; let info; for(info in person) { console.log("person[" + info + "] = " + person[info]); }
結(jié)果如下:
person[fname] = san person[lname] = zhang person[age] = 99
需要注意的是, for-in 遍歷屬性的順序并不確定,即輸出的結(jié)果順序與屬性在對象中的順序無關(guān),也與屬性的字母順序無關(guān),與其他任何順序也無關(guān)。
Array 的真相
Array 在 Javascript 中是一個對象, Array 的索引是屬性名。事實(shí)上, Javascript 中的 “array” 有些誤導(dǎo)性, Javascript 中的 Array 并不像大部分其他語言的數(shù)組。首先, Javascript 中的 Array 在內(nèi)存上并不連續(xù),其次, Array 的索引并不是指偏移量。實(shí)際上, Array 的索引也不是 Number 類型,而是 String 類型的。我們可以正確使用如 arr[0] 的寫法的原因是語言可以自動將 Number 類型的 0 轉(zhuǎn)換成 String 類型的 "0" 。所以,在 Javascript 中從來就沒有 Array 的索引,而只有類似 "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(dǎo)致其表現(xiàn)地更像其他語言的數(shù)組。但為什么在遍歷 Array 對象的時候沒有輸出 length 這一條屬性呢?那是因?yàn)?for-in 只能遍歷“可枚舉的屬性”, length 屬于不可枚舉屬性,實(shí)際上, Array 對象還有許多其他不可枚舉的屬性。
現(xiàn)在,我們再回過頭來看看用 for-in 來循環(huán)數(shù)組的例子,我們修改一下前面遍歷數(shù)組的例子:
const arr = [1, 2, 3]; arr.name = "Hello world"; let index; for(index in arr) { console.log("arr[" + index + "] = " + arr[index]); }
運(yùn)行結(jié)果是:
arr[0] = 1 arr[1] = 2 arr[2] = 3 arr[name] = Hello world
我們看到 for-in 循環(huán)訪問了我們新增的 "name" 屬性,因?yàn)?for-in 遍歷了對象的所有屬性,而不僅僅是“索引”。同時需要注意的是,此處輸出的索引值,即 "0"、 "1"、 "2"不是 Number 類型的,而是 String 類型的,因?yàn)槠渚褪亲鳛閷傩暂敵?,而不是索引。那是不是說不在我們的 Array 對象中添加新的屬性,我們就可以只輸出數(shù)組中的內(nèi)容了呢?答案是否定的。因?yàn)?for-in 不僅僅遍歷 array 自身的屬性,其還遍歷 array 原型鏈上的所有可枚舉的屬性。下面我們看個例子:
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]); }
運(yùn)行結(jié)果是:
arr[0] = 1 arr[1] = 2 arr[2] = 3 arr[name] = Hello world arr[fatherName] = Father
寫到這里,我們可以發(fā)現(xiàn) for-in 并不適合用來遍歷 Array 中的元素,其更適合遍歷對象中的屬性,這也是其被創(chuàng)造出來的初衷。卻有一種情況例外,就是稀疏數(shù)組??紤]下面的例子:
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 只會遍歷存在的實(shí)體,上面的例子中, 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(huán)則會遍歷 10001 次)。所以,只要處理得當(dāng), for-in 在遍歷 Array 中元素也能發(fā)揮巨大作用。
為了避免重復(fù)勞動,我們可以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 }
使用示例如下:
for (let key in arr) { if (arrayHasOwnIndex(arr, key)) { console.log(arr[key]); } }
for-in 性能
正如上面所說,每次迭代操作會同時搜索實(shí)例或者原型屬性, for-in 循環(huán)的每次迭代都會產(chǎn)生更多開銷,因此要比其他循環(huán)類型慢,一般速度為其他類型循環(huán)的 1/7。因此,除非明確需要迭代一個屬性數(shù)量未知的對象,否則應(yīng)避免使用 for-in 循環(huán)。如果需要遍歷一個數(shù)量有限的已知屬性列表,使用其他循環(huán)會更快,比如下面的例子:
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(shù)組中,相對于 for-in 查找每一個屬性,該代碼只關(guān)注給定的屬性,節(jié)省了循環(huán)的開銷和時間。
forEach
在 ES5 中,引入了新的循環(huán),即 forEach 循環(huán)。
const arr = [1, 2, 3]; arr.forEach((data) => { console.log(data); });
運(yùn)行結(jié)果:
1 2 3
forEach 方法為數(shù)組中含有有效值的每一項(xiàng)執(zhí)行一次 callback 函數(shù),那些已刪除(使用 delete 方法等情況)或者從未賦值的項(xiàng)將被跳過(不包括那些值為 undefined 或 null 的項(xiàng))。 callback 函數(shù)會被依次傳入三個參數(shù):
-
數(shù)組當(dāng)前項(xiàng)的值;
-
數(shù)組當(dāng)前項(xiàng)的索引;
-
數(shù)組對象本身;
需要注意的是,forEach 遍歷的范圍在***次調(diào)用 callback 前就會確定。調(diào)用forEach 后添加到數(shù)組中的項(xiàng)不會被 callback 訪問到。如果已經(jīng)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(xiàng)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); });
運(yùn)行結(jié)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"]
這里的 index 是 Number 類型,并且也不會像 for-in 一樣遍歷原型鏈上的屬性。
所以,使用 forEach 時,我們不需要專門地聲明 index 和遍歷的元素,因?yàn)檫@些都作為回調(diào)函數(shù)的參數(shù)。
另外,forEach 將會遍歷數(shù)組中的所有元素,但是 ES5 定義了一些其他有用的方法,下面是一部分:
-
every: 循環(huán)在***次 return false 后返回
-
some: 循環(huán)在***次 return true 后返回
-
filter: 返回一個新的數(shù)組,該數(shù)組內(nèi)的元素滿足回調(diào)函數(shù)
-
map: 將原數(shù)組中的元素處理后再返回
- reduce: 對數(shù)組中的元素依次處理,將上次處理結(jié)果作為下次處理的輸入,***得到最終結(jié)果。
forEach 性能
首先感謝@papa pa的提醒,才發(fā)現(xiàn)我之前的理解有錯誤。
大家可以看 jsPerf ,在不同瀏覽器下測試的結(jié)果都是 forEach 的速度不如 for。如果大家把測試代碼放在控制臺的話,可能會得到不一樣的結(jié)果,主要原因是控制臺的執(zhí)行環(huán)境與真實(shí)的代碼執(zhí)行環(huán)境有所區(qū)別。
for-of
先來看個例子:
const arr = ['a', 'b', 'c']; for(let data of arr) { console.log(data); }
運(yùn)行結(jié)果是:
a b c
為什么要引進(jìn) for-of?
要回答這個問題,我們先來看看ES6之前的 3 種 for 循環(huán)有什么缺陷:
-
forEach 不能 break 和 return;
-
for-in 缺點(diǎn)更加明顯,它不僅遍歷數(shù)組中的元素,還會遍歷自定義的屬性,甚至原型鏈上的屬性都被訪問到。而且,遍歷數(shù)組元素的順序可能是隨機(jī)的。
所以,鑒于以上種種缺陷,我們需要改進(jìn)原先的 for 循環(huán)。但 ES6 不會破壞你已經(jīng)寫好的 JS 代碼。目前,成千上萬的 Web 網(wǎng)站依賴 for-in 循環(huán),其中一些網(wǎng)站甚至將其用于數(shù)組遍歷。如果想通過修正 for-in 循環(huán)增加數(shù)組遍歷支持會讓這一切變得更加混亂,因此,標(biāo)準(zhǔn)委員會在 ES6 中增加了一種新的循環(huán)語法來解決目前的問題,即 for-of 。
那 for-of 到底可以干什么呢?
-
跟 forEach 相比,可以正確響應(yīng) break, continue, return。
-
for-of 循環(huán)不僅支持?jǐn)?shù)組,還支持大多數(shù)類數(shù)組對象,例如 DOM nodelist 對象。
-
for-of 循環(huán)也支持字符串遍歷,它將字符串視為一系列 Unicode 字符來進(jìn)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(jié)一下,for-of 循環(huán)有以下幾個特征:
-
這是最簡潔、最直接的遍歷數(shù)組元素的語法。
-
這個方法避開了 for-in 循環(huán)的所有缺陷。
-
與 forEach 不同的是,它可以正確響應(yīng) break、continue 和 return 語句。
-
其不僅可以遍歷數(shù)組,還可以遍歷類數(shù)組對象和其他可迭代對象。
但需要注意的是,for-of循環(huán)不支持普通對象,但如果你想迭代一個對象的屬性,你可以用 for-in 循環(huán)(這也是它的本職工作)。
***要說的是,ES6 引進(jìn)的另一個方式也能實(shí)現(xiàn)遍歷數(shù)組的值,那就是 Iterator。上個例子:
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 }
不過,這個內(nèi)容超出了本文的范圍,而且 Iterator 要講的也有很多,以后有時間專門寫一篇文章介紹,歡迎關(guān)注。