三種非破壞性處理數組的方法|當前關注

來源：前端F2E
時間：2023-06-26 06:48:47

在這篇文章中，我們將會探索處理數組的三種方法：

for…of循環數組方法.reduce()數組方法.flatMap()

目的是幫助你在需要處理數組的時候在這些特性之間做出選擇。如果你還不知道.reduce()和.flatMap()，這里將向你解釋它們。

為了更好地感受這三個特性是如何工作的，我們分別使用它們來實現以下功能：

【資料圖】

過濾一個輸入數組以產生一個輸出數組將每個輸入數組元素映射為一個輸出數組元素將每個輸入數組元素擴展為零個或多個輸出數組元素過濾-映射（過濾和映射在一個步驟中）計算一個數組的摘要查找一個數組元素檢查所有數組元素的條件

我們所做的一切都是「非破壞性的」：輸入的數組永遠不會被改變。如果輸出是一個數組，它永遠是新建的。

for-of循環

下面是數組如何通過for-of進行非破壞性的轉換：

首先聲明變量result，并用一個空數組初始化它。對于輸入數組的每個元素elem：對elem進行必要的轉換并將其推入result。如果一個值應該被添加到result中：使用for-of過濾

讓我們來感受一下通過for-of處理數組，并實現（簡易版的）數組方法.filter()：

function filterArray(arr, callback) {  const result = [];  for (const elem of arr) {    if (callback(elem)) {      result.push(elem);    }  }  return result;}assert.deepEqual(  filterArray(["", "a", "", "b"], str => str.length > 0),  ["a", "b"]);

使用for-of映射

我們也可以使用for-of來實現數組方法.map()。

function mapArray(arr, callback) {  const result = [];  for (const elem of arr) {    result.push(callback(elem));  }  return result;}assert.deepEqual(  mapArray(["a", "b", "c"], str => str + str),  ["aa", "bb", "cc"]);

使用for-of擴展

collectFruits()返回數組中所有人的所有水果：

function collectFruits(persons) {  const result = [];  for (const person of persons) {    result.push(...person.fruits);  }  return result;}const PERSONS = [  {    name: "Jane",    fruits: ["strawberry", "raspberry"],  },  {    name: "John",    fruits: ["apple", "banana", "orange"],  },  {    name: "Rex",    fruits: ["melon"],  },];assert.deepEqual(  collectFruits(PERSONS),  ["strawberry", "raspberry", "apple", "banana", "orange", "melon"]);

使用for-of過濾&映射

下列代碼在一步中進行過濾以及映射：

/** * What are the titles of movies whose rating is at least `minRating`? */function getTitles(movies, minRating) {  const result = [];  for (const movie of movies) {    if (movie.rating >= minRating) { // (A)      result.push(movie.title); // (B)    }  }  return result;}const MOVIES = [  { title: "Inception", rating: 8.8 },  { title: "Arrival", rating: 7.9 },  { title: "Groundhog Day", rating: 8.1 },  { title: "Back to the Future", rating: 8.5 },  { title: "Being John Malkovich", rating: 7.8 },];assert.deepEqual(  getTitles(MOVIES, 8),  ["Inception", "Groundhog Day", "Back to the Future"]);

過濾是通過A行的if語句和B行的.push()方法完成的。映射是通過推送movie.title（而不是元素movie）完成的。使用for-of計算摘要

getAverageGrade()計算了學生數組的平均等級：

function getAverageGrade(students) {  let sumOfGrades = 0;  for (const student of students) {    sumOfGrades += student.grade;  }  return sumOfGrades / students.length;}const STUDENTS = [  {    id: "qk4k4yif4a",    grade: 4.0,  },  {    id: "r6vczv0ds3",    grade: 0.25,  },  {    id: "9s53dn6pbk",    grade: 1,  },];assert.equal(  getAverageGrade(STUDENTS),  1.75);

注意事項：用小數點后的分數計算可能會導致四舍五入的錯誤。

使用for-of查找

for-of也擅長在未排序的數組中查找元素：

function findInArray(arr, callback) {  for (const [index, value] of arr.entries()) {    if (callback(value)) {      return {index, value}; // (A)    }  }  return undefined;}assert.deepEqual(  findInArray(["", "a", "", "b"], str => str.length > 0),  {index: 1, value: "a"});assert.deepEqual(  findInArray(["", "a", "", "b"], str => str.length > 1),  undefined);

這里，一旦我們找到了什么，我們就可以通過return來提前離開循環（A行）。

使用for-of檢查條件

當實現數組方法.every()時，我們再次從提前終止循環中獲益（A行）：

function everyArrayElement(arr, condition) {  for (const elem of arr) {    if (!condition(elem)) {      return false; // (A)    }  }  return true;}assert.equal(  everyArrayElement(["a", "", "b"], str => str.length > 0),  false);assert.equal(  everyArrayElement(["a", "b"], str => str.length > 0),  true);

何時使用

在處理數組時，for-of是一個非常常用的工具：

通過推送創建輸出數組很容易理解。當結果不是數組時，我們可以通過return或break來提前結束循環，這通常很有用。

for-of的其他好處包括：

它可以與同步迭代一起工作。而且我們可以通過切換到for-await-of循環來支持異步迭代。我們可以在允許使用await和yield操作的函數中使用它們。

for-of的缺點是，它可能比其他方法更冗長。這取決于我們試圖解決什么問題。

生成器和for-of

上一節已經提到了yield，但我還想指出，生成器對于處理和生產同步和異步迭代來說是多么的方便。

舉例來說，下面通過同步生成器來實現.filter()和.map()：

function* filterIterable(iterable, callback) {  for (const item of iterable) {    if (callback(item)) {      yield item;    }  }}const iterable1 = filterIterable(  ["", "a", "", "b"],  str => str.length > 0);assert.deepEqual(  Array.from(iterable1),  ["a", "b"]);function* mapIterable(iterable, callback) {  for (const item of iterable) {    yield callback(item);  }}const iterable2 = mapIterable(["a", "b", "c"], str => str + str);assert.deepEqual(  Array.from(iterable2),  ["aa", "bb", "cc"]);

數組方法.reduce()

數組方法.reduce()讓我們計算數組的摘要。它是基于以下算法的：

[初始化摘要] 我們用一個適用于空數組的值初始化摘要。我們在數組上循環。每個數組元素：[更新摘要] 我們通過將舊的摘要與當前元素結合起來計算一個新的摘要。

在我們了解.reduce()之前，讓我們通過for-of來實現它的算法。我們將用串聯一個字符串數組作為一個例子：

function concatElements(arr) {  let summary = ""; // initializing  for (const element of arr) {    summary = summary + element; // updating  }  return summary;}assert.equal(  concatElements(["a", "b", "c"]),  "abc");

數組方法.reduce()循環數組，并持續為我們跟蹤數組的摘要，因此可以聚焦于初始化和更新值。它使用"累加器"這一名稱作為"摘要"的粗略同義詞。.reduce()有兩個參數：

回調：輸入：舊的累加器和當前元素輸出：新的累加器累加器的初始值。

在下面代碼中，我們使用.reduce()來實現concatElements():

const concatElements = (arr) => arr.reduce(  (accumulator, element) => accumulator + element, // updating  "" // initializing);

使用.reduce()過濾

.reduce()是相當通用的。讓我們用它來實現過濾：

const filterArray = (arr, callback) => arr.reduce(  (acc, elem) => callback(elem) ? [...acc, elem] : acc,  []);assert.deepEqual(  filterArray(["", "a", "", "b"], str => str.length > 0),  ["a", "b"]);

不過，當涉及到以非破壞性的方式向數組添加元素時，JavaScript 數組的效率并不高（與許多函數式編程語言中的鏈接列表相比）。因此，突變累加器的效率更高：

const filterArray = (arr, callback) => arr.reduce(  (acc, elem) => {    if (callback(elem)) {      acc.push(elem);    }    return acc;  },  []);

使用.reduce()映射

我們可以通過.reduce()來實現map：

const mapArray = (arr, callback) => arr.reduce(  (acc, elem) => [...acc, callback(elem)],  []);assert.deepEqual(  mapArray(["a", "b", "c"], str => str + str),  ["aa", "bb", "cc"]);

下面是效率更高的突變版本：

const mapArray = (arr, callback) => arr.reduce(  (acc, elem) => {    acc.push(callback(elem));    return acc;  },  []);

使用.reduce()擴展

使用.reduce()進行擴展：

const collectFruits = (persons) => persons.reduce(  (acc, person) => [...acc, ...person.fruits],  []);const PERSONS = [  {    name: "Jane",    fruits: ["strawberry", "raspberry"],  },  {    name: "John",    fruits: ["apple", "banana", "orange"],  },  {    name: "Rex",    fruits: ["melon"],  },];assert.deepEqual(  collectFruits(PERSONS),  ["strawberry", "raspberry", "apple", "banana", "orange", "melon"]);

突變版本：

const collectFruits = (persons) => persons.reduce(  (acc, person) => {    acc.push(...person.fruits);    return acc;  },  []);

使用.reduce()過濾&映射

使用.reduce()在一步中進行過濾和映射：

const getTitles = (movies, minRating) => movies.reduce(  (acc, movie) => (movie.rating >= minRating)    ? [...acc, movie.title]    : acc,  []);const MOVIES = [  { title: "Inception", rating: 8.8 },  { title: "Arrival", rating: 7.9 },  { title: "Groundhog Day", rating: 8.1 },  { title: "Back to the Future", rating: 8.5 },  { title: "Being John Malkovich", rating: 7.8 },];assert.deepEqual(  getTitles(MOVIES, 8),  ["Inception", "Groundhog Day", "Back to the Future"]);

效率更高的突變版本：

const getTitles = (movies, minRating) => movies.reduce(  (acc, movie) => {    if (movie.rating >= minRating) {      acc.push(movie.title);    }    return acc;  },  []);

使用.reduce()計算摘要

如果我們能在不改變累加器的情況下有效地計算出一個摘要，那么.reduce()就很出色：

const getAverageGrade = (students) => {  const sumOfGrades = students.reduce(    (acc, student) => acc + student.grade,    0  );  return sumOfGrades  / students.length;};const STUDENTS = [  {    id: "qk4k4yif4a",    grade: 4.0,  },  {    id: "r6vczv0ds3",    grade: 0.25,  },  {    id: "9s53dn6pbk",    grade: 1,  },];assert.equal(  getAverageGrade(STUDENTS),  1.75);

使用.reduce()查找

下面是使用.reduce()實現的簡易版的數組方法.find()：

const findInArray = (arr, callback) => arr.reduce(  (acc, value, index) => (acc === undefined && callback(value))    ? {index, value}    : acc,  undefined);assert.deepEqual(  findInArray(["", "a", "", "b"], str => str.length > 0),  {index: 1, value: "a"});assert.deepEqual(  findInArray(["", "a", "", "b"], str => str.length > 1),  undefined);

這里.reduce()有一個限制：一旦我們找到一個值，我們仍然要訪問其余的元素，因為我們不能提前退出。不過for-of沒有這個限制。

使用.reduce()檢查條件

下面是使用.reduce()實現的簡易版的數組方法.every()：

const everyArrayElement = (arr, condition) => arr.reduce(  (acc, elem) => !acc ? acc : condition(elem),  true);assert.equal(  everyArrayElement(["a", "", "b"], str => str.length > 0),  false);assert.equal(  everyArrayElement(["a", "b"], str => str.length > 0),  true);

同樣的，如果我們能提前從.reduce()中退出，這個實現會更有效率。

何時使用

.reduce()的一個優點是簡潔。缺點是它可能難以理解--特別是如果你不習慣于函數式編程的話。

以下情況我會使用.reduce()：

我不需要對累加器進行變異。我不需要提前退出。我不需要對同步或異步迭代器的支持。然而，為迭代器實現reduce是相對容易的。

只要能在不突變的情況下計算出一個摘要（比如所有元素的總和），.reduce()就是一個好工具。

不過，JavaScript并不擅長以非破壞性的方式增量創建數組。這就是為什么我在JavaScript中較少使用.reduce()，而在那些有內置不可變列表的語言中則較少使用相應的操作。

數組方法.flatMap()

普通的.map()方法將每個輸入元素精確地翻譯成一個輸出元素。

相比之下，.flatMap()可以將每個輸入元素翻譯成零個或多個輸出元素。為了達到這個目的，回調并不返回值，而是返回值的數組。它等價于在調用map()方法后再調用深度為 1 的flat()方法（arr.map(...args).flat()），但比分別調用這兩個方法稍微更高效一些。

assert.equal(  [0, 1, 2, 3].flatMap(num => new Array(num).fill(String(num))),  ["1", "2", "2", "3", "3", "3"]);

使用.flatMap()過濾

下面展示如何使用.flatMap()進行過濾：

const filterArray = (arr, callback) => arr.flatMap(  elem => callback(elem) ? [elem] : []);assert.deepEqual(  filterArray(["", "a", "", "b"], str => str.length > 0),  ["a", "b"]);

使用.flatMap()映射

下面展示如何使用.flatMap()進行映射：

const mapArray = (arr, callback) => arr.flatMap(  elem => [callback(elem)]);assert.deepEqual(  mapArray(["a", "b", "c"], str => str + str),  ["aa", "bb", "cc"]);

使用.flatMap()過濾&映射

一步到位的過濾和映射是.flatMap()的優勢之一：

const getTitles = (movies, minRating) => movies.flatMap(  (movie) => (movie.rating >= minRating) ? [movie.title] : []);const MOVIES = [  { title: "Inception", rating: 8.8 },  { title: "Arrival", rating: 7.9 },  { title: "Groundhog Day", rating: 8.1 },  { title: "Back to the Future", rating: 8.5 },  { title: "Being John Malkovich", rating: 7.8 },];assert.deepEqual(  getTitles(MOVIES, 8),  ["Inception", "Groundhog Day", "Back to the Future"]);

使用.flatMap()擴展

將輸入元素擴展為零或更多的輸出元素是.flatMap()的另一個優勢：

const collectFruits = (persons) => persons.flatMap(  person => person.fruits);const PERSONS = [  {    name: "Jane",    fruits: ["strawberry", "raspberry"],  },  {    name: "John",    fruits: ["apple", "banana", "orange"],  },  {    name: "Rex",    fruits: ["melon"],  },];assert.deepEqual(  collectFruits(PERSONS),  ["strawberry", "raspberry", "apple", "banana", "orange", "melon"]);

.flatMap()只能產生數組

使用.flatMap()，我們只能產生數組。這使得我們無法：

用.flatMap()計算摘要用.flatMap()查找用.flatMap()檢查條件

我們可以產生一個被數組包裹的值。然而，我們不能在回調的調用之間傳遞數據。而且我們不能提前退出。

何時使用

.flatMap()擅長：

同時進行過濾和映射將輸入元素擴展為零或多個輸出元素

我還發現它相對容易理解。然而，它不像for-of和.reduce()那樣用途廣泛：

它只能產生數組作為結果。我們不能在回調的調用之間傳遞數據。我們不能提前退出。建議

那么，我們如何最佳地使用這些工具來處理數組呢？我大致的建議是：

使用你所擁有的最具體的工具來完成這個任務：

你需要過濾嗎？請使用.filter()。

你需要映射嗎？請使用.map()。

你需要檢查元素的條件嗎？使用.some()或.every()。

等等。

for-of是最通用的工具。根據我的經驗：熟悉函數式編程的人，傾向于使用.reduce()和.flatMap()。不熟悉函數式編程的人通常認為for-of更容易理解。然而，for-of通常會導致更多冗長的代碼。如果不需要改變累加器，.reduce()擅長計算摘要（如所有元素的總和）。.flatMap()擅長于過濾&映射和將輸入元素擴展為零或更多的輸出元素。

本文譯自：https://2ality.com/2022/05/processing-arrays-non-destructively.html[1]

以上就是本文的全部內容，感謝閱讀。

參考資料

[1]https://2ality.com/2022/05/processing-arrays-non-destructively.html:https://2ality.com/2022/05/processing-arrays-non-destructively.html

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