重学JavaScript之数组原理(一)：梳理眼花缭乱的数组

哆啦cmcc
61 阅读8分钟

JavaScript 数组的 API 经常会被 JS 开发者频繁使用，在整个 JavaScript 的学习过程中尤为重要。

数组作为一个最基础的一维数据结构，在各种编程语言中都充当着至关重要的角色，你很难想象没有数组的编程语言会是什么模样。特别是 JavaScript，它天生的灵活性，又进一步发挥了数组的特长，丰富了数组的使用场景。可以毫不夸张地说，不深入地了解数组，就不足以写好 JavaScript。

在阅读下面的内容之前，请大家先思考几个问题：

  • 数组的构造器有多少？
  • 哪些是改变自身的方法？
  • 哪些是不改变自身的方法？
  • 遍历的方法有哪些？

Array 的构造器

Array 构造器用于创建一个新的数组。通常，我们推荐使用对象字面量的方式创建一个数组，例如 const a = [] 就是一个比较好的写法。但是，总有对象字面量表述乏力的时候，比如，我想创建一个长度为 6 的空数组，用对象字面量的方式是无法创建的，因此只能写成下述代码这样:

// 使用 Array 构造器，可以自定义长度
const a = Array(6); // [empty × 6]
// 使用对象字面量
const b = [];
b.length = 6; // [undefined × 6]

Array 构造器根据参数长度的不同，有如下两种不同的处理方式：

  • new Array(arg1, arg2,…) ，参数长度为 0 或长度大于等于 2 时，传入的参数将按照顺序依次成为新数组的第 0 至第 N 项（参数长度为 0 时，返回空数组）
  • new Array(len)，当 len 不是数值时，处理同上，返回一个只包含 len 元素一项的数组；当 len 为数值时，len 最大不能超过 32 位无符号整型，即需要小于 2 的 32 次方（len 最大为 Math.pow(2,32)），否则将抛出 RangeError。

以上就是 Array 构造器的基本情况，我们来看下 ES6 新增的几个构造方法： Array.of 和 Array.from

Array.of

Array.of 用于将参数依次转化为数组中的一项，然后返回这个新数组，而不管这个参数是数字还是其他。它基本上与 Array 构造器功能一致，唯一的区别就在单个数字参数的处理上。

比如，在下面的这几行代码中，你可以看到区别：当参数为两个时，返回的结果是一致的；当参数是一个时，Array.of 会把参数变成数组里的一项，而构造器则会生成长度和第一个参数相同的空数组。

Array.of(8.0); // [8]
Array(8.0); // [empty × 8]
Array.of(8.0, 5); // [8, 5]
Array(8.0, 5); // [8, 5]
Array.of('8'); // ["8"]
Array('8'); // ["8"]

Array.from

Array.from 的设计初衷是快速便捷地基于其他对象创建新数组，准确来说就是从一个类似数组的可迭代对象中创建一个新的数组实例。其实就是，只要一个对象有迭代器，Array.from 就能把它变成一个数组（注意：是返回新的数组，不改变原对象）。

从语法上看，Array.from 拥有 3 个参数：

  1. 类似数组的对象，必选；
  2. 加工函数，新生成的数组会经过该函数的加工再返回；
  3. this 作用域，表示加工函数执行时 this 的值。

这三个参数里面第一个参数是必选的，后两个参数都是可选的。我们通过一段代码来看看它的用法：

const obj = {0: 'a', 1: 'b', 2:'c', length: 3};
Array.from(obj, function(value, index){
  console.log(value, index, this, arguments.length);
  return value.repeat(3);   //必须指定返回值，否则返回 undefined
}, obj);

如果这里不指定 this 的话，加工函数完全可以是一个箭头函数。上述代码可以简写为如下形式:

Array.from(obj, (value) => value.repeat(3));
//  控制台返回 (3) ["aaa", "bbb", "ccc"]

除了上述 obj 对象以外，拥有迭代器的对象还包括 String、Set、Map 等，Array.from 统统可以处理，请看下面的代码:

// String
Array.from('abc');         // ["a", "b", "c"]
// Set
Array.from(new Set(['abc', 'def'])); // ["abc", "def"]
// Map
Array.from(new Map([[1, 'ab'], [2, 'de']])); 
// [[1, 'ab'], [2, 'de']]

数组改变自身的方法

基于 ES6，会改变自身值的方法一共有 9 个，分别为 pop、push、reverse、shift、sort、splice、unshift，以及两个 ES6 新增的方法 copyWithin 和 fill。

// pop方法
var array = ["cat", "dog", "cow", "chicken", "mouse"];
var item = array.pop();
console.log(array); // ["cat", "dog", "cow", "chicken"]
console.log(item); // mouse
// push方法
var array = ["football", "basketball",  "badminton"];
var i = array.push("golfball");
console.log(array); 
// ["football", "basketball", "badminton", "golfball"]
console.log(i); // 4
// reverse方法
var array = [1,2,3,4,5];
var array2 = array.reverse();
console.log(array); // [5,4,3,2,1]
console.log(array2===array); // true
// shift方法
var array = [1,2,3,4,5];
var item = array.shift();
console.log(array); // [2,3,4,5]
console.log(item); // 1
// unshift方法
var array = ["red", "green", "blue"];
var length = array.unshift("yellow");
console.log(array); // ["yellow", "red", "green", "blue"]
console.log(length); // 4
// sort方法
var array = ["apple","Boy","Cat","dog"];
var array2 = array.sort();
console.log(array); // ["Boy", "Cat", "apple", "dog"]
console.log(array2 == array); // true
// splice方法
var array = ["apple","boy"];
var splices = array.splice(1,1);
console.log(array); // ["apple"]
console.log(splices); // ["boy"]
// copyWithin方法
var array = [1,2,3,4,5]; 
var array2 = array.copyWithin(0,3);
console.log(array===array2,array2);  // true [4, 5, 3, 4, 5]
// fill方法
var array = [1,2,3,4,5];
var array2 = array.fill(10,0,3);
console.log(array===array2,array2); 
// true [10, 10, 10, 4, 5], 可见数组区间[0,3]的元素全部替换为10

数组不改变自身的方法

基于 ES7，不会改变自身的方法有 8 个，分别为 concat、join、slice、toString、toLocaleString、indexOf、lastIndexOf，以及 ES7 新增的方法 includes。

// concat方法
var array = [1, 2, 3];
var array2 = array.concat(4,[5,6],[7,8,9]);
console.log(array2); // [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
console.log(array); // [1, 2, 3], 可见原数组并未被修改
// join方法
var array = ['We', 'are', 'Chinese'];
console.log(array.join()); // "We,are,Chinese"
console.log(array.join('+')); // "We+are+Chinese"
// slice方法
var array = ["one", "two", "three","four", "five"];
console.log(array.slice()); // ["one", "two", "three","four", "five"]
console.log(array.slice(2,3)); // ["three"]
// toString方法
var array = ['Jan', 'Feb', 'Mar', 'Apr'];
var str = array.toString();
console.log(str); // Jan,Feb,Mar,Apr
// tolocalString方法
var array= [{name:'zz'}, 123, "abc", new Date()];
var str = array.toLocaleString();
console.log(str); // [object Object],123,abc,2016/1/5 下午1:06:23
// indexOf方法
var array = ['abc', 'def', 'ghi','123'];
console.log(array.indexOf('def')); // 1
// includes方法
var array = [-0, 1, 2];
console.log(array.includes(+0)); // true
console.log(array.includes(1)); // true
var array = [NaN];
console.log(array.includes(NaN)); // true

数组遍历的方法

基于 ES6，不会改变自身的遍历方法一共有 12 个，分别为 forEach、every、some、filter、map、reduce、reduceRight，以及 ES6 新增的方法 entries、find、findIndex、keys、values。

我们还是先看一段代码，快速了解它们的基本用法:

// forEach方法
var array = [1, 3, 5];
var obj = {name:'cc'};
var sReturn = array.forEach(function(value, index, array){
  array[index] = value;
  console.log(this.name); // cc被打印了三次, this指向obj
},obj);
console.log(array); // [1, 3, 5]
console.log(sReturn); // undefined, 可见返回值为undefined
// every方法
var o = {0:10, 1:8, 2:25, length:3};
var bool = Array.prototype.every.call(o,function(value, index, obj){
  return value >= 8;
},o);
console.log(bool); // true
// some方法
var array = [18, 9, 10, 35, 80];
var isExist = array.some(function(value, index, array){
  return value > 20;
});
console.log(isExist); // true 
// map 方法
var array = [18, 9, 10, 35, 80];
array.map(item => item + 1);
console.log(array);  // [19, 10, 11, 36, 81]
// filter 方法
var array = [18, 9, 10, 35, 80];
var array2 = array.filter(function(value, index, array){
  return value > 20;
});
console.log(array2); // [35, 80]
// reduce方法
var array = [1, 2, 3, 4];
var s = array.reduce(function(previousValue, value, index, array){
  return previousValue * value;
},1);
console.log(s); // 24
// ES6写法更加简洁
array.reduce((p, v) => p * v); // 24
// reduceRight方法 (和reduce的区别就是从后往前累计)
var array = [1, 2, 3, 4];
array.reduceRight((p, v) => p * v); // 24
// entries方法
var array = ["a", "b", "c"];
var iterator = array.entries();
console.log(iterator.next().value); // [0, "a"]
console.log(iterator.next().value); // [1, "b"]
console.log(iterator.next().value); // [2, "c"]
console.log(iterator.next().value); // undefined, 迭代器处于数组末尾时, 再迭代就会返回undefined
// find & findIndex方法
var array = [1, 3, 5, 7, 8, 9, 10];
function f(value, index, array){
  return value%2==0;     // 返回偶数
}
function f2(value, index, array){
  return value > 20;     // 返回大于20的数
}
console.log(array.find(f)); // 8
console.log(array.find(f2)); // undefined
console.log(array.findIndex(f)); // 4
console.log(array.findIndex(f2)); // -1
// keys方法
[...Array(10).keys()];     // [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[...new Array(10).keys()]; // [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
// values方法
var array = ["abc", "xyz"];
var iterator = array.values();
console.log(iterator.next().value);//abc
console.log(iterator.next().value);//xyz

其中，要注意有些遍历方法不会返回处理之后的数组，比如 forEach；有些方法会返回处理之后的数组，比如 filter。

reduce 方法也需要重点关注，其参数复杂且多，通常一些复杂的逻辑处理，其实使用 reduce 很容易就可以解决。我们重点看一下，reduce 到底能解决什么问题呢？先看下 reduce 的两个参数：

  • 首先是 callback（一个在数组的每一项中调用的函数，接受四个参数）：
  1. previousValue（上一次调用回调函数时的返回值，或者初始值）
  2. currentValue（当前正在处理的数组元素）
  3. currentIndex（当前正在处理的数组元素下标）
  4. array（调用 reduce() 方法的数组）
  • 然后是 initialValue（可选的初始值，作为第一次调用回调函数时传给 previousValue 的值）

我们通过一个例子来说明 reduce 的功能到底有多么强大：

/* 题目：数组 arr = [1,2,3,4] 求数组的和：*/
// 第一种方法：
var arr = [1,2,3,4];
var sum = 0;
arr.forEach(function(e){sum += e;}); // sum = 10
// 第二种方法
var arr = [1,2,3,4];
var sum = 0;
arr.map(function(obj){sum += obj});
// 第三种方法
var arr = [1,2,3,4];
arr.reduce(function(pre,cur){return pre + cur});

从上面代码可以看出，我们分别用了 forEach 和 map 都能实现数组的求和，其中需要另外新定义一个变量 sum，再进行累加求和，最后再来看 sum 的值，而 reduce 不仅可以少定义一个变量，而且也会直接返回最后累加的结果，是不是问题就可以轻松解决了？

以上，数组的各方法基本讲解完毕，这些方法之间存在很多共性，如下：

  • 所有插入元素的方法，比如 push、unshift 一律返回数组新的长度
  • 所有删除元素的方法，比如 pop、shift、splice 一律返回删除的元素，或者返回删除的多个元素组成的数组
  • 部分遍历方法，比如 forEach、every、some、filter、map、find、findIndex，它们都包含 function(value,index,array){} 和 thisArg 这样两个形参
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