JavaScript 中的 for 循環

時間 2020-12-06

標籤 html node es6 chrome segmentfault 數組瀏覽器函數性能優化欄目 JavaScript 简体版

原文原文鏈接

在ECMAScript5（簡稱 ES5）中，有三種 for 循環，分別是：html

簡單for循環node
for-ines6
forEachchrome

在2015年6月份發佈的ECMAScript6（簡稱 ES6）中，新增了一種循環，是：segmentfault

for-of數組

下面咱們就來看看這 4 種for循環。瀏覽器

簡單 for 循環

下面先來看看你們最多見的一種寫法：函數

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

當數組長度在循環過程當中不會改變時，咱們應將數組長度用變量存儲起來，這樣會得到更好的效率，下面是改進的寫法：性能

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

for-in

一般狀況下，咱們能夠用 for-in 來遍歷一遍數組的內容，代碼以下：優化

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

通常狀況下，運行結果以下：

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

但這麼作每每會出現問題。

`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。所以， for-in 遍歷的對象便不侷限於數組，還能夠遍歷對象。例子以下：

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

結果以下：

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

須要注意的是， for-in 遍歷屬性的順序並不肯定，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，與其餘任何順序也無關。

Array 的真相

Array在 Javascript 中是一個對象， Array 的索引是屬性名。事實上， Javascript 中的「array」有些誤導性， Javascript 中的 Array 並不像大部分其餘語言的數組。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。咱們能夠正確使用如 arr[0] 的寫法的緣由是語言能夠自動將 Number 類型的 0 轉換成 String 類型的 "0" 。因此，在 Javascript 中歷來就沒有 Array 的索引，而只有相似 "0" 、 "1" 等等的屬性。有趣的是，每一個 Array 對象都有一個 length 的屬性，致使其表現地更像其餘語言的數組。但爲何在遍歷 Array 對象的時候沒有輸出 length 這一條屬性呢？那是由於 for-in 只能遍歷「可枚舉的屬性」， length 屬於不可枚舉屬性，實際上， Array 對象還有許多其餘不可枚舉的屬性。

如今，咱們再回過頭來看看用 for-in 來循環數組的例子,咱們修改一下前面遍歷數組的例子：

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

運行結果是：

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

咱們看到 for-in 循環訪問了咱們新增的 "name" 屬性，由於 for-in 遍歷了對象的全部屬性，而不只僅是「索引」。同時須要注意的是，此處輸出的索引值，即 "0"、 "1"、 "2"不是 Number 類型的，而是 String 類型的，由於其就是做爲屬性輸出，而不是索引。那是否是說不在咱們的 Array 對象中添加新的屬性，咱們就能夠只輸出數組中的內容了呢？答案是否認的。由於 for-in 不只僅遍歷 array 自身的屬性，其還遍歷 array 原型鏈上的全部可枚舉的屬性。下面咱們看個例子：

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

運行結果是：

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

寫到這裏，咱們能夠發現 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。卻有一種狀況例外，就是稀疏數組。考慮下面的例子：

var key;
var 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 只會遍歷存在的實體，上面的例子中， for-in 遍歷了3次（遍歷屬性分別爲"0"、 "100"、 "10000"的元素，普通 for 循環則會遍歷 10001 次）。因此，只要處理得當， for-in 在遍歷 Array 中元素也能發揮巨大做用。

爲了不重複勞動，咱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
}

使用示例以下：

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

for-in 性能

正如上面所說，每次迭代操做會同時搜索實例或者原型屬性， for-in 循環的每次迭代都會產生更多開銷，所以要比其餘循環類型慢，通常速度爲其餘類型循環的 1/7。所以，除非明確須要迭代一個屬性數量未知的對象，不然應避免使用 for-in 循環。若是須要遍歷一個數量有限的已知屬性列表，使用其餘循環會更快，好比下面的例子：

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

var props = ["prop1", "prop2"];
for(var 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，該代碼只關注給定的屬性，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。

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

運行結果：

1
2
3

forEach 方法爲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 方法等狀況）或者從未賦值的項將被跳過（不包括那些值爲 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；
數組對象自己；

須要注意的是，forEach 遍歷的範圍在第一次調用 callback 前就會肯定。調用forEach 後添加到數組中的項不會被 callback 訪問到。若是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。

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

運行結果：

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，而且也不會像 for-in 同樣遍歷原型鏈上的屬性。

因此，使用 forEach 時，咱們不須要專門地聲明 index 和遍歷的元素，由於這些都做爲回調函數的參數。

另外，forEach 將會遍歷數組中的全部元素，可是 ES5 定義了一些其餘有用的方法，下面是一部分：

every: 循環在第一次 return fasle 後返回
some: 循環在第一次 return true 後返回
filter: 返回一個新的數組，該數組內的元素知足回調函數
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，將上次處理結果做爲下次處理的輸入，最後獲得最終結果。

以上函數的具體信息請參考個人另外一篇博客。

forEach 性能探究

下面咱們來比較 forEach 和普通 for 循環的執行效率。
咱們看下面一段代碼：

var arr = [];
for(var i = 0; i < 100000; i++) {
    arr.push({"key": i});
}
function func() {
    console.time("for");
    for(var i = 0, len = arr.length; i < len; i++) {
        arr[i].key;
    }
    console.timeEnd("for");

    console.time("forEach");
    arr.forEach(function(single) {
        single.key;
    });
    console.timeEnd("forEach");
}
func();

運行結果是：

//chrome 43.0
for: 1.000ms
forEach: 5.545ms

//firefox 40.0.3
for: 計時器開始
for: 27.89ms
forEach: 計時器開始
forEach: 1.82ms

//Edge
for: 17.086ms
forEach: 6.41ms

//IE 10
for: 16.525ms
forEach: 6.282ms

//IE 9
for: 21ms
forEach: 8ms

//IE 8 與更低版本不支持forEach

屢次執行的結果與上面相似，因此咱們能夠看出，forEach 在大多數瀏覽器中效率比較穩定且比普通 for 循環的效率要高。但咱們看出了一個例外，即在 chrome 中，for 循環不只比其餘瀏覽器中的 for 循環更加高效，甚至比 forEach 還要高效。由於沒有找到合理的解釋，我暫時只能猜想，待找到解釋後更新。個人猜想是 for 循環是種很是常見的循環，因此 chrome 的引擎對 for 循環作了特殊的優化。

for-of

先來看個例子：

var arr = ['a', 'b', 'c'];
for(var data of arr) {
    console.log(data);
}

運行結果是：

a
b
c

爲何要引進 for-of？

要回答這個問題，咱們先來看看ES6以前的 3 種 for 循環有什麼缺陷：

forEach 不能 break 和 return；
for-in 缺點更加明顯，它不只遍歷數組中的元素，還會遍歷自定義的屬性，甚至原型鏈上的屬性都被訪問到。並且，遍歷數組元素的順序多是隨機的。

因此，鑑於以上種種缺陷，咱們須要改進原先的 for 循環。但 ES6 不會破壞你已經寫好的 JS 代碼。目前，成千上萬的 Web 網站依賴 for-in 循環，其中一些網站甚至將其用於數組遍歷。若是想經過修正 for-in 循環增長數組遍歷支持會讓這一切變得更加混亂，所以，標準委員會在 ES6 中增長了一種新的循環語法來解決目前的問題，即 for-of 。

那 for-of 到底能夠幹什麼呢？