深入理解JavaScript中的for循環(huán)

本文對(duì)一個(gè)循環(huán)分享的這么詳細(xì)，相信看完你會(huì)有所收獲。下面話不多說，來看看詳細(xì)的介紹吧。

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在ECMAScript5（簡(jiǎn)稱 ES5）中，有三種 for 循環(huán)，分別是：

  • 簡(jiǎn)單for循環(huán)
  • for-in
  • forEach

在2015年6月份發(fā)布的ECMAScript6（簡(jiǎn)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(jiǎn)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(huì)改變時(shí)，我們應(yīng)將數(shù)組長度用變量存儲(chǔ)起來，這樣會(huì)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(huì)出現(xiàn)問題。

for-in 的真相

for-in 循環(huán)遍歷的是對(duì)象的屬性，而不是數(shù)組的索引。因此， for-in 遍歷的對(duì)象便不局限于數(shù)組，還可以遍歷對(duì)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(duì)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(gè)對(duì)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(dòng)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(gè) Array 對(duì)象都有一個(gè) 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(duì)象的時(shí)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(duì)象還有許多其他不可枚舉的屬性。

現(xiàn)在，我們?cè)倩剡^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(duì)象的所有屬性，而不僅僅是“索引”。同時(shí)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(duì)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(gè)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(duì)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。

考慮下面的例子：

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(huì)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(huì)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(dòng)，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(huì)同時(shí)搜索實(shí)例或者原型屬性， for-in 循環(huán)的每次迭代都會(huì)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(gè)屬性數(shù)量未知的對(duì)象，否則應(yīng)避免使用 for-in 循環(huán)。如果需要遍歷一個(gè)數(shù)量有限的已知屬性列表，使用其他循環(huán)會(huì)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(duì)象的屬性都存入一個(gè)數(shù)組中，相對(duì)于 for-in 查找每一個(gè)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(shí)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(huì)被依次傳入三個(gè)參數(shù)：

  1. 數(shù)組當(dāng)前項(xiàng)的值；
  2. 數(shù)組當(dāng)前項(xiàng)的索引；
  3. 數(shù)組對(duì)象本身；

需要注意的是，forEach 遍歷的范圍在第一次調(diào)用 callback 前就會(huì)確定。調(diào)用forEach 后添加到數(shù)組中的項(xiàng)不會(huì)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(huì)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(huì)像 for-in 一樣遍歷原型鏈上的屬性。

所以，使用 forEach 時(shí)，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(huì)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)在第一次 return false 后返回
  • some: 循環(huán)在第一次 return true 后返回
  • filter: 返回一個(gè)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(duì)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，最后得到最終結(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(cuò)誤。

大家可以看 jsPerf ，在不同瀏覽器下測(cè)試的結(jié)果都是 forEach 的速度不如 for。如果大家把測(cè)試代碼放在控制臺(tái)的話，可能會(huì)得到不一樣的結(jié)果，主要原因是控制臺(tái)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(gè)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(gè)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(huì)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(huì)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(huì)讓這一切變得更加混亂，因此，標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)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(duì)象，例如 DOM nodelist 對(duì)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(duì)象遍歷。

總結(jié)一下，for-of 循環(huán)有以下幾個(gè)特征：

  • 這是最簡(jiǎn)潔、最直接的遍歷數(shù)組元素的語法。
  • 這個(gè)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(duì)象和其他可迭代對(duì)象。

但需要注意的是，for-of循環(huán)不支持普通對(duì)象，但如果你想迭代一個(gè)對(duì)象的屬性，你可以用

for-in 循環(huán)（這也是它的本職工作）。

最后要說的是，ES6 引進(jìn)的另一個(gè)方式也能實(shí)現(xiàn)遍歷數(shù)組的值，那就是 Iterator。上個(gè)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(gè)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(shí)間專門寫一篇文章介紹，請(qǐng)大家繼續(xù)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作能帶來一定的幫助，如果有疑問大家可以留言交流。

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