言

JavaScript 作为 Web 开发的核心语言之一，在前端领域发挥着至关重要的作用。数组作为 JavaScript 中最常用的数据结构之一，掌握其遍历方法对于任何前端开发者都是必不可少的技能。本文旨在介绍几种常见的数组遍历方式，并通过实例演示它们的应用场景和最佳实践。

技术概述

定义

数组遍历是指按照一定的顺序访问数组中的每一个元素的过程。JavaScript 提供了多种方法来遍历数组，包括传统的 for 循环、forEach 方法、map、filter 等高阶函数。

核心特性与优势

• 传统 `for` 循环:
• 特性: 直接访问索引。
• 优势: 灵活性高，可以控制循环的终止条件。
• `forEach` 方法:
• 特性: 自动迭代数组中的每个元素。
• 优势: 代码简洁，易于理解和维护。
• `map` 方法:
• 特性: 创建新数组，对原数组每个元素执行函数并返回新值。
• 优势: 方便转换数据结构。
• `filter` 方法:
• 特性: 创建新数组，包含通过测试的所有元素。
• 优势: 用于筛选数据。

示例代码

const numbers = [1, 2, 3, 4, 5];

// 使用 for 循环
for (let i = 0; i < numbers.length; i++) {
  console.log(numbers[i]);
}

// 使用 forEach
numbers.forEach(function(number) {
  console.log(number);
});

// 使用 map
const doubled = numbers.map(function(number) {
  return number * 2;
});
console.log(doubled);

// 使用 filter
const evenNumbers = numbers.filter(function(number) {
  return number % 2 === 0;
});
console.log(evenNumbers);

技术细节

遍历原理

数组遍历的基本原理是按照一定的顺序访问数组中的每个元素。不同的遍历方法内部实现有所不同，但最终目的是相同的。

• `for` 循环:
• 原理: 通过索引直接访问数组元素。
• 注意事项: 索引越界问题。
• `forEach` 方法:
• 原理: 内部使用迭代器模式。
• 注意事项: 无法中断遍历过程。
• `map` 方法:
• 原理: 对每个元素应用函数并返回新数组。
• 注意事项: 不改变原数组。
• `filter` 方法:
• 原理: 对每个元素应用函数判断是否保留。
• 注意事项: 同样不改变原数组。

难点

• 中断遍历: forEach 方法不能直接使用 break 或 return 中断遍历。
• 性能考虑: map 和 filter 返回新数组，可能导致内存消耗增加。

实战应用

场景与案例

假设我们需要从一个数组中找出所有的偶数，并计算这些偶数的平方。

问题与解决方案

问题: 如何高效地找到所有偶数并计算它们的平方？

解决方案: 使用 filter 方法筛选出偶数，再使用 map 方法计算平方。

示例代码

const numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10];

// 使用 filter 和 map
const evenSquares = numbers
  .filter(number => number % 2 === 0)
  .map(number => number * number);

console.log(evenSquares); // 输出: [4, 16, 36, 64, 100]

优化与改进

潜在问题

• 性能: 在大数据量下使用 map 和 filter 可能导致性能下降。
• 内存: 过多使用高阶函数可能会增加内存占用。

优化建议

• 减少循环次数: 尝试合并操作以减少循环次数。
• 使用缓存: 如果结果不变，可以缓存结果以减少重复计算。

示例代码

// 缓存结果
const cache = {};

function getEvenSquares(numbers) {
  if (cache[numbers]) {
    return cache[numbers];
  }

  const result = numbers
    .filter(number => number % 2 === 0)
    .map(number => number * number);

  cache[numbers] = result;

  return result;
}

常见问题

问题及解决

问题: 如何在 forEach 中中断循环？

解决方案: 使用 for 循环或 Array.prototype.some() 方法。

// 使用 some
const numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
let found = false;

numbers.some(function(number) {
  if (number > 3) {
    found = true;
    return true; // 终止循环
  }
});

console.log(found); // 输出: true

总结与展望

通过本文的学习，我们了解了 JavaScript 数组遍历的多种方法及其应用场景。每种方法都有其特点和适用场合，合理选择可以提高代码的效率和可读性。随着 JavaScript 语言的发展，新的遍历方法和优化技巧会不断出现，我们期待未来能有更多实用高效的工具和技术出现，以进一步提升前端开发的效率和质量。

希望本文能为你在实际开发中遇到的问题提供一些解决方案和思路，同时也鼓励你不断学习新的技术和方法，以应对日益复杂的前端开发挑战。

、for...in 语句

1.1 遍历对象属性名称

for...in 语句常用于遍历特定对象的属性，包括字段名称属性及函数名称属性。在JavaScript语言中，它们均称为属性 (property)。

let obj = {
  name: 'obj',

  showName() {
    console.log(this.name);
  }
};

for (const propName in obj) {
  console.log(propName, typeof(obj[propName]));
}

显示：

name – "string"
showName – "function"

利用这一点，可方便地查看特定对象的所有属性或方法名称。下面语句打印出console对象所有的属性：

for (const propName in console) {
  console.log(propName, typeof(console[propName]));
}

显示：

debug – "function"
error – "function"
log – "function"
info – "function"
warn – "function"
clear – "function"
...

可以看出，这些属性全部均是console的函数名称，因为console没有属性名称。

1.2 遍历数组索引值

for...in 用于数组中，则遍历数组索引值。

let array = ['a', 'b', 'c'];

for (const index in array) {
  console.log(index, array[index]);
}

显示：

0 – "a"
1 – "b"
2 – "c"

1.3 遍历字符串索引值

由于字符串是由字符组成的数组，因此 for...in 也可用于遍历字符串的索引值。

let str = "abc";

for (const index in str) {
  console.log(index, str[index]);
}

显示：

0 – "a"
1 – "b"
2 – "c"

2、for...of 语句

for...of 语句用于遍历可遍历对象 (iterable objects)的元素。这些可遍历对象包括字符串、数组、以及类似于数组的对象，这些对象都带有length属性。

2.1 不能用于遍历对象属性名称

for...of 语句不能用于遍历对象的属性名称。因此，下面的代码是错误的：

let obj = {
  name: 'obj',

  showName() {
    console.log(this.name);
  }
};

for (const propName of obj) {
  console.log(propName);
}

显示：

TypeError: undefined is not a function (near '...propName of obj...')

意为，将 for...of 语句用于对象上面，无法提取具体的数值。

2.2 遍历数组元素

for...of 语句经常用于遍历数组中各元素的数值。

let arr = [2, 4, 6, 8, 10];

for (const value of arr) {
  console.log(value);
}

显示：

2
4
6
8
10

2.3 遍历字符串中的字符

由于字符串是由字符组成的数组，因此 for...of 也可用于遍历字符串的字符。

let str = "abc";

for (const letter of str) {
  console.log(letter);
}

显示：

a
b
c

2.4 解包

数组元素如果是带有特定属性名称的对象，可利用解包性质来快速遍历这些属性值。看下面例子。

function Point(x, y) {
  return {x:x, y:y};
}

let points = [Point(1, 2), Point(2, 3), Point(4, 5)];

for (const point of points) {
  console.log(point.x, point.y);
}

可将Point视为一个构造器 (constructor)，每次调用Point(x, y)都会创建并返回该类的一个对象，且含有x及y的属性名称。points则是一个含有多个Point对象的数组。上面的代码遍历出每个Point对象后，赋值于point变量，然后打印出它们的x值及y值。

如果我们不希望每次都通过引用对象属性的方式来访问x及y值，则可编写代码如下：

for (const point of points) {
  let x = point.x;
  let y = point.y;
  console.log(x, y);
}

这一步可利用ES6的const解包特性予以简化：

for (const point of points) {
  const {x, y} = point;
  console.log(x, y);
}

更进一步，我们可以直接解包：

for (const {x, y} of points) {
  console.log(x, y);
}

2.5 遍历Map

let scoreMap = new Map([
    ['Mike', 75],
    ['Tom', 80],
    ['Smith', 90]
]);

for (const [key, value] of scoreMap) {
    console.log(key, value);
}

与上一节不同的是，Map需要使用 [key, value] 的方式来解包。

3、forEach 方法

3.1 forEach 常见调用方式

for...in，for...of 均是语句，与它们不同的是，forEach是数组的内嵌方法。这意味着我们可以直接在数组对象上面直接调用该方法。

let arr = [1, 3, 5, 7, 9];

arr.forEach((element) => {
  console.log(element);
});

作为数组方法，forEach有一个参数，该参数的类型是函数，称为回调函数 (callback function)。所谓回调函数，是指一旦程序员提供了这样的函数，JavaScript引擎将负责调用此函数。

回调函数的价值在于回调函数可能存在多个参数，而这些参数将由JavaScript引擎自动提供。在回调函数中，我们可对JavaScript引擎所自动提供的参数进行进一步加工。

在上面的回调函数中，element是由JavaScript引擎自动提供的，代表每个数组元素。

上面的代码采用了lambda匿名表达式。它等同于：

let arr = [1, 3, 5, 7, 9];

function callback(element) {
  console.log(element);
}

arr.forEach(callback);

可见，lambda表达式更加简练。

3.2 forEach 的参数

forEach共有3个参数 (上面例子只用了第1个)，它们的排列顺序如下：

arr.forEach((element, index, array) => {
  console.log(element);
  console.log(index);
  console.log(array);
});

参数element是数组元素，参数index是数组元素所在数组中的索引值，参数array是整个数组。

一般情况下，我们仅需用到element及index参数就足够了。由于是每次迭代，因此，forEach方法中的array参数较少用到。

index每次遍历时都会加1，且每次都会与array的长度比较。一旦超出array的界限，就会终止遍历。如果遍历过程中，修改了array的长度，则需特别注意这一点。

3.2 forEach 遍历的终止

如何中止forEach的遍历？JavaScript并未提供这样的机制，但我们可以用一个双重嵌套的异常来终止遍历。

let arr = [1, 3, 5, 7, 9];

try {
  arr.forEach((element, index, array) => {
    try {
      console.log(index);
      if (index >= 3) {
        throw new Error('forEach termination signal');
      }
    } catch (error) {
      throw error;
    }
  });
} catch (e) {
  if (e.message === 'forEach termination signal') {
    console.log('forEach terminated.');
  }
}

console.log('This line of code should be executed.');

显示：

0
1
2
3
forEach terminated.
This line of code should be executed.

我们设定，当index的值大于等于3时，需要终止遍历。这样，在第7行，当此条件满足时，即抛出"forEach termination signal"的异常。

此时，程序流程转入到第10行至第12行最内层的异常捕获处理代码：

} catch (error) {
    throw error;
}

捕获异常后，如果我们不重新抛出异常，JavaScript引擎则会认为我们已正确地处理了异常，因此会恢复中断的遍历进程，继续处理下一个数组元素，这不是我们想要的。因此，我们在此重新抛出该异常，以切实终止遍历。

这时，forEach的遍历因异常而终止，从而达到了我们的最初的目标。但因为有异常，如果我们未作任何处理，则该异常会导致整个程序都终止运行。只有在我们处理了异常后，程序才能往下走。这就是第14行至18行最外层异常捕获代码的作用：

} catch (e) {
  if (e.message === 'forEach termination signal') {
    console.log('forEach terminated');
  }
}

先判断它是不是"forEach termination signal"。如果是，则简单地打印一行消息。由于这里未再抛出新的异常，因此JavaScript引擎认为我们已经正确地处理了异常，则继续执行后面的代码。这样，最后一行第20行语句将被执行并打印出"This line of code should be executed."的文本。

一般来讲，如果我们需要在数组的遍历过程中终止遍历，不要使用 forEach 语句，使用最传统的方式即可：

let arr = [1, 3, 5, 7, 9];

for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
  console.log(i, arr[i]);
  if (i >= 3) {
    break;
  }
}

console.log('This line of code should be executed.');

这样即可在遍历中访问数组的索引值与数组元素，又可以极为方便地随时终止遍历。