JavaScript專題之學underscore在數組中查找指定元素

JavaScript專題系列第十篇，講解如何從數組中查找指定元素，而且跟着 undersocre 實現 findIndex 和 findLastIndex、sortedIndex、indexOf 和 lastIndexOf

前言

在開發中，咱們常常會遇到在數組中查找指定元素的需求，可能你們以爲這個需求過於簡單，然而如何優雅的去實現一個 findIndex 和 findLastIndex、indexOf 和 lastIndexOf 方法倒是不多人去思考的。本文就帶着你們一塊兒參考着 underscore 去實現這些方法。

在實現前，先看看 ES6 的 findIndex 方法，讓你們瞭解 findIndex 的使用方法。

findIndex

ES6 對數組新增了 findIndex 方法，它會返回數組中知足提供的函數的第一個元素的索引，不然返回 -1。

舉個例子：

function isBigEnough(element) {
  return element >= 15;
}

[12, 5, 8, 130, 44].findIndex(isBigEnough);  // 3複製代碼

findIndex 會找出第一個大於 15 的元素的下標，因此最後返回 3。

是否是很簡單，其實，咱們本身去實現一個 findIndex 也很簡單。

實現findIndex

思路天然很明瞭，遍歷一遍，返回符合要求的值的下標便可。

function findIndex(array, predicate, context) {
    for (var i = 0; i < array.length; i++) {
        if (predicate.call(context, array[i], i, array)) return i;
    }
    return -1;
}

console.log(findIndex([1, 2, 3, 4], function(item, i, array){
    if (item == 3) return true;
})) // 2複製代碼

findLastIndex

findIndex 是正序查找，但正如 indexOf 還有一個對應的 lastIndexOf 方法，咱們也想寫一個倒序查找的 findLastIndex 函數。實現天然也很簡單，只要修改下循環便可。

function findLastIndex(array, predicate, context) {
    var length = array.length;
    for (var i = length; i >= 0; i--) {
        if (predicate.call(context, array[i], i, array)) return i;
    }
    return -1;
}

console.log(findLastIndex([1, 2, 3, 4], function(item, index, array){
    if (item == 1) return true;
})) // 0複製代碼

createIndexFinder

然而問題在於，findIndex 和 findLastIndex 其實有不少重複的部分，如何精簡冗餘的內容呢？這即是咱們要學習的地方，往後面試問到此類問題，也是加分的選項。

underscore 的思路就是利用傳參的不一樣，返回不一樣的函數。這個天然是簡單，可是如何根據參數的不一樣，在同一個循環中，實現正序和倒序遍歷呢？

讓咱們直接模仿 underscore 的實現：

function createIndexFinder(dir) {
    return function(array, predicate, context) {

        var length = array.length;
        var index = dir > 0 ? 0 : length - 1;

        for (; index >= 0 && index < length; index += dir) {
            if (predicate.call(context, array[index], index, array)) return index;
        }

        return -1;
    }
}

var findIndex = createIndexFinder(1);
var findLastIndex = createIndexFinder(-1);複製代碼

sortedIndex

findIndex 和 findLastIndex 的需求算是結束了，可是又來了一個新需求：在一個排好序的數組中找到 value 對應的位置，保證插入數組後，依然保持有序的狀態。

假設該函數命名爲 sortedIndex，效果爲：

sortedIndex([10, 20, 30], 25); // 2複製代碼

也就是說若是，注意是若是，25 按照此下標插入數組後，數組變成 [10, 20, 25, 30]，數組依然是有序的狀態。

那麼這個又該如何實現呢？

既然是有序的數組，那咱們就不須要遍歷，大可使用二分查找法，肯定值的位置。讓咱們嘗試着去寫一版：

// 初版
function sortedIndex(array, obj) {

    var low = 0, high = array.length;

    while (low < high) {
        var mid = Math.floor((low + high) / 2);
        if (array[mid] < obj) low = mid + 1;
        else high = mid;
    }

    return high;
};

console.log(sortedIndex([10, 20, 30, 40, 50], 35)) // 3複製代碼

如今的方法雖然能用，但通用性不夠，好比咱們但願能處理這樣的狀況：

// stooges 配角 好比 三個臭皮匠 The Three Stooges
var stooges = [{name: 'stooge1', age: 10}, {name: 'stooge2', age: 30}];

var result = sortedIndex(stooges, {name: 'stooge3', age: 20}, function(stooge){
    return stooge.age
});

console.log(result) // 1複製代碼

因此咱們還須要再加上一個參數 iteratee 函數對數組的每個元素進行處理，通常這個時候，還會涉及到 this 指向的問題，因此咱們再傳一個 context 來讓咱們能夠指定 this，那麼這樣一個函數又該如何寫呢？

// 第二版
function cb(fn, context) {
    return function(obj) {
        return fn ? fn.call(context, obj) : obj;
    }
}

function sortedIndex(array, obj, iteratee, context) {

    iteratee = cb(iteratee, context)

    var low = 0, high = array.length;
    while (low < high) {
        var mid = Math.floor((low + high) / 2);
        if (iteratee(array[mid]) < iteratee(obj)) low = mid + 1;
        else high = mid;
    }
    return high;
};複製代碼

indexOf

sortedIndex 也完成了，如今咱們嘗試着去寫一個 indexOf 和 lastIndexOf 函數，學習 findIndex 和 FindLastIndex 的方式，咱們寫一版：

// 初版
function createIndexOfFinder(dir) {
    return function(array, item){
        var length = array.length;
        var index = dir > 0 ? 0 : length - 1;
        for (; index >= 0 && index < length; index += dir) {
            if (array[index] === item) return index;
        }
        return -1;
    }
}

var indexOf = createIndexOfFinder(1);
var lastIndexOf = createIndexOfFinder(-1);

var result = indexOf([1, 2, 3, 4, 5], 2);

console.log(result) // 1複製代碼

fromIndex

可是即便是數組的 indexOf 方法也能夠多傳遞一個參數 fromIndex，從 MDN 中看到 fromIndex 的講究可有點多：

設定開始查找的位置。若是該索引值大於或等於數組長度，意味着不會在數組裏查找，返回 -1。若是參數中提供的索引值是一個負值，則將其做爲數組末尾的一個抵消，即 -1 表示從最後一個元素開始查找，-2 表示從倒數第二個元素開始查找 ，以此類推。 注意：若是參數中提供的索引值是一個負值，仍然從前向後查詢數組。若是抵消後的索引值仍小於 0，則整個數組都將會被查詢。其默認值爲 0。

再看看 lastIndexOf 的 fromIndex：

今後位置開始逆向查找。默認爲數組的長度減 1，即整個數組都被查找。若是該值大於或等於數組的長度，則整個數組會被查找。若是爲負值，將其視爲從數組末尾向前的偏移。即便該值爲負，數組仍然會被從後向前查找。若是該值爲負時，其絕對值大於數組長度，則方法返回 -1，即數組不會被查找。

按照這麼多的規則，咱們嘗試着去寫第二版：

// 第二版
function createIndexOfFinder(dir) {

    return function(array, item, idx){
        var length = array.length;
        var i = 0;

        if (typeof idx == "number") {
            if (dir > 0) {
                i = idx >= 0 ? idx : Math.max(length + idx, 0);
            }
            else {
                length = idx >= 0 ? Math.min(idx + 1, length) : idx + length + 1;
            }
        }

        for (idx = dir > 0 ? i : length - 1; idx >= 0 && idx < length; idx += dir) {
            if (array[idx] === item) return idx;
        }
        return -1;
    }
}

var indexOf = createIndexOfFinder(1);
var lastIndexOf = createIndexOfFinder(-1);複製代碼

優化

到此爲止，已經很接近原生的 indexOf 函數了，可是 underscore 在此基礎上還作了兩點優化。

第一個優化是支持查找 NaN。

由於 NaN 不全等於 NaN，因此原生的 indexOf 並不能找出 NaN 的下標。

[1, NaN].indexOf(NaN) // -1複製代碼

那麼咱們該如何實現這個功能呢？

就是從數組中找到符合條件的值的下標嘛，不就是咱們最一開始寫的 findIndex 嗎？

咱們來寫一下：

// 第三版
function createIndexOfFinder(dir, predicate) {

    return function(array, item, idx){

        if () { ... }

        // 判斷元素是不是 NaN
        if (item !== item) {
            // 在截取好的數組中查找第一個知足isNaN函數的元素的下標
            idx = predicate(array.slice(i, length), isNaN)
            return idx >= 0 ? idx + i: -1;
        }

        for () { ... }
    }
}

var indexOf = createIndexOfFinder(1, findIndex);
var lastIndexOf = createIndexOfFinder(-1, findLastIndex);複製代碼

第二個優化是支持對有序的數組進行更快的二分查找。

若是 indexOf 第三個參數不傳開始搜索的下標值，而是一個布爾值 true，就認爲數組是一個排好序的數組，這時候，就會採用更快的二分法進行查找，這個時候，能夠利用咱們寫的 sortedIndex 函數。

在這裏直接給最終的源碼：

// 第四版
function createIndexOfFinder(dir, predicate, sortedIndex) {

    return function(array, item, idx){
        var length = array.length;
        var i = 0;

        if (typeof idx == "number") {
            if (dir > 0) {
                i = idx >= 0 ? idx : Math.max(length + idx, 0);
            }
            else {
                length = idx >= 0 ? Math.min(idx + 1, length) : idx + length + 1;
            }
        }
        else if (sortedIndex && idx && length) {
            idx = sortedIndex(array, item);
            // 若是該插入的位置的值正好等於元素的值，說明是第一個符合要求的值
            return array[idx] === item ? idx : -1;
        }

        // 判斷是不是 NaN
        if (item !== item) {
            idx = predicate(array.slice(i, length), isNaN)
            return idx >= 0 ? idx + i: -1;
        }

        for (idx = dir > 0 ? i : length - 1; idx >= 0 && idx < length; idx += dir) {
            if (array[idx] === item) return idx;
        }
        return -1;
    }
}

var indexOf = createIndexOfFinder(1, findIndex, sortedIndex);
var lastIndexOf = createIndexOfFinder(-1, findLastIndex);複製代碼

值得注意的是：在 underscore 的實現中，只有 indexOf 是支持有序數組使用二分查找，lastIndexOf 並不支持。