[轉]如何在 JS 程式碼中消滅 for 迴圈
一,用好 filter,map,和其它 ES6 新增的高階遍歷函式
二,理解和熟練使用 reduce
三,用遞迴代替迴圈(可以break!)
四,使用高階函式遍歷陣列時可能遇到的陷阱
五,死磕到底,Transduce!
六,for 迴圈和 for … of 迴圈的區別
七,放棄倔強,實在需要用 for 迴圈了
Edit: 在我入職上一家公司的第一天,看到程式碼庫裡面一堆的 for 迴圈,內心有些崩潰,於是做了一次技術分享,展示怎樣在程式碼中避免 for 迴圈。這篇文章是那次分享的總結。至於為什麼我提倡避免 for 迴圈,參考我寫的這篇文章。本文並不完美,其中遞迴的部分其實不應該在生產環境中用的。重點其實應該是怎樣用 reduce 和其它高階函式,至於這些高階函式底層用的是 while 迴圈還是 for 迴圈,都不重要,我們可以不在乎這些細節。在實際寫程式碼的時候,只要被允許,我都會盡量使用 Ramda。如果對 Ramda 感興趣,可參考我的另一篇文章優雅程式碼指北 -- 巧用 Ramda
一,用好 filter,map,和其它 ES6 新增的高階遍歷函式
問題一: 將陣列中的 falsy 值去除
const arrContainsEmptyVal = [3, 4, 5, 2, 3, undefined, null, 0, ""];
答案:
const compact = arr => arr.filter(Boolean);
問題二: 將陣列中的 VIP 使用者餘額加 10
const users = [ { username: "Kelly", isVIP: true, balance: 20 }, { username:"Tom", isVIP: false, balance: 19 }, { username: "Stephanie", isVIP: true, balance: 30 } ];
答案:
users.map( user => (user.isVIP ? { ...user, balance: user.balance + 10 } : user) );
補充:經網友提醒,這個答案存在淺拷貝的問題。操作引用型資料確實是一個麻煩的問題。下面提供兩個方案:
-
用 Ramda:
import R from "ramda"; const add10IfVIP
-
用 Immer
如果你習慣寫 mutable 的程式碼,可以試下 Immer,用 mutable 的風格寫 immutable 的程式碼。
import produce from "immer"; const updatedUsers = produce(users, nextState => { nextState.forEach(user => { if (user.isVIP) { user.balance += 10; } }); });
問題三: 判斷字串中是否含有母音字母
const randomStr = "hdjrwqpi";
答案:
const isVowel = char => ["a", "e", "o", "i", "u"].includes(char); const containsVowel = str => [...str].some(isVowel); containsVowel(randomStr);
問題四: 判斷使用者是否全部是成年人
const users = [ { name: "Jim", age: 23 }, { name: "Lily", age: 17 }, { name: "Will", age: 25 } ];
答案:
users.every(user => user.age >= 18);
問題五: 找出上面使用者中的第一個未成年人
答案:
const findTeen = users => users.find(user => user.age < 18);
findTeen(users);
問題六: 將陣列中重複項清除
const dupArr = [1, 2, 3, 3, 3, 3, 6, 7];
答案:
const uniq = arr => [...new Set(arr)]; uniq(dupArr);
問題七: 生成由隨機整陣列成的陣列,陣列長度和元素大小可自定義
答案:
const genNumArr = (length, limit) => Array.from({ length }, _ => Math.floor(Math.random() * limit)); genNumArr(10, 100);
二,理解和熟練使用 reduce
問題八: 不借助原生高階函式,定義 reduce
答案:
const reduce = (f, acc, arr) => { if (arr.length === 0) return acc; const [head, ...tail] = arr; return reduce(f, f(head, acc), tail); };
問題九: 將多層陣列轉換成一層陣列
const nestedArr = [1, 2, [3, 4, [5, 6]]];
答案:
const flatten = arr => arr.reduce( (flat, next) => flat.concat(Array.isArray(next) ? flatten(next) : next), [] );
問題十: 將下面陣列轉成物件,key/value 對應裡層陣列的兩個值
const objLikeArr = [["name", "Jim"], ["age", 18], ["single", true]];
答案:
const fromPairs = pairs => pairs.reduce((res, pair) => ((res[pair[0]] = pair[1]), res), {}); fromPairs(objLikeArr);
問題十一: 取出物件中的深層屬性
const deepAttr = { a: { b: { c: 15 } } };
答案:
const pluckDeep = path => obj => path.split(".").reduce((val, attr) => val[attr], obj); pluckDeep("a.b.c")(deepAttr);
問題十二: 將使用者中的男性和女性分別放到不同的數組裡:
const users = [ { name: "Adam", age: 30, sex: "male" }, { name: "Helen", age: 27, sex: "female" }, { name: "Amy", age: 25, sex: "female" }, { name: "Anthony", age: 23, sex: "male" }, ];
答案:
const partition = (arr, isValid) => arr.reduce( ([pass, fail], elem) => isValid(elem) ? [[...pass, elem], fail] : [pass, [...fail, elem]], [[], []], ); const isMale = person => person.sex === "male"; const [maleUser, femaleUser] = partition(users, isMale);
問題十三: reduce 的計算過程,在範疇論裡面叫 catamorphism,即一種連線的變形。和它相反的變形叫 anamorphism。現在我們定義一個和 reduce 計算過程相反的函式 unfold(注:reduce 在 Haskell 裡面叫 fold,對應 unfold)
const unfold = (f, seed) => { const go = (f, seed, acc) => { const res = f(seed); return res ? go(f, res[1], acc.concat(res[0])) : acc; }; return go(f, seed, []); };
根據這個 unfold 函式,定義一個 Python 裡面的 range 函式。
答案:
const range = (min, max, step = 1) =>
unfold(x => x < max && [x, x + step], min);
三,用遞迴代替迴圈(可以break!)
Edit: 雖然遞迴爆棧的問題可以用程式碼解決,但遞迴確實性能趕不上迴圈。這部分內容純粹當做遞迴函式案例了。如何解決遞迴爆棧,可以參考我的另一篇文章不懂遞迴?讀完這篇保證你懂
問題十四: 將兩個陣列每個元素一一對應相加。注意,第二個陣列比第一個多出兩個,不要把第二個陣列遍歷完。
const num1 = [3, 4, 5, 6, 7];
const num2 = [43, 23, 5, 67, 87, 3, 6];
答案:
const zipWith = f => xs => ys => { if (xs.length === 0 || ys.length === 0) return []; const [xHead, ...xTail] = xs; const [yHead, ...yTail] = ys; return [f(xHead)(yHead), ...zipWith(f)(xTail)(yTail)]; }; const add = x => y => x + y; zipWith(add)(num1)(num2);
問題十五: 將 Stark 家族成員提取出來。注意,目標資料在陣列前面,使用 filter 方法遍歷整個陣列是浪費。
const houses = [ "Eddard Stark", "Catelyn Stark", "Rickard Stark", "Brandon Stark", "Rob Stark", "Sansa Stark", "Arya Stark", "Bran Stark", "Rickon Stark", "Lyanna Stark", "Tywin Lannister", "Cersei Lannister", "Jaime Lannister", "Tyrion Lannister", "Joffrey Baratheon" ];
答案:
const takeWhile = f => ([head, ...tail]) => f(head) ? [head, ...takeWhile(f)(tail)] : []; const isStark = name => name.toLowerCase().includes("stark"); takeWhile(isStark)(houses);
問題十六: 找出陣列中的奇數,然後取出前4個:
const numList = [1, 3, 11, 4, 2, 5, 6, 7];
答案:
const takeFirst = (limit, f, arr) => { if (limit === 0 || arr.length === 0) return []; const [head, ...tail] = arr; return f(head) ? [head, ...takeFirst(limit - 1, f, tail)] : takeFirst(limit, f, tail); }; const isOdd = n => n % 2 === 1; takeFirst(4, isOdd, numList);
四,使用高階函式遍歷陣列時可能遇到的陷阱
問題十七: 從長度為 100 萬的隨機整陣列成的陣列中取出偶數,再把所有數字乘以 3
// 用我們剛剛定義的輔助函式來生成符合要求的陣列 const bigArr = genNumArr(1e6, 100);
能執行的答案:
const isEven = num => num % 2 === 0; const triple = num => num * 3; bigArr.filter(isEven).map(triple);
注意,上面的解決方案將陣列遍歷了兩次,無疑是浪費。如果寫 for 迴圈,只用遍歷一次:
const results = []; for (let i = 0; i < bigArr.length; i++) { if (isEven(bigArr[i])) { results.push(triple(bigArr[i])); } }
在我的電腦上測試,先 filter 再 map 的方法耗時 105.024 ms,而採用 for 迴圈的方法耗時僅 25.598 ms!那是否說明遇到此類情況必須用 for 迴圈解決呢? No!
五,死磕到底,Transduce!
我們先用 reduce 來定義 filter 和 map,至於為什麼這樣做等下再解釋。
const filter = (f, arr) => arr.reduce((acc, val) => (f(val) && acc.push(val), acc), []); const map = (f, arr) => arr.reduce((acc, val) => (acc.push(f(val)), acc), []);
重新定義的 filter 和 map 有共有的邏輯。我們把這部分共有的邏輯叫做 reducer。有了共有的邏輯後,我們可以進一步地抽象,把 reducer 抽離出來,然後傳入 filter 和 map:
const filter = f => reducer => (acc, value) => { if (f(value)) return reducer(acc, value); return acc; }; const map = f => reducer => (acc, value) => reducer(acc, f(value));
現在 filter 和 map 的函式 signature 一樣,我們就可以進行函式組合(function composition)了。
const pushReducer = (acc, value) => (acc.push(value), acc);
bigNum.reduce(map(triple)(filter(isEven)(pushReducer)), []);
但是這樣巢狀寫法易讀性太差,很容易出錯。我們可以寫一個工具函式來輔助函式組合:
const pipe = (...fns) => (...args) => fns.reduce((fx, fy) => fy(fx), ...args);
然後我們就可以優雅地組合函數了:
bigNum.reduce(
pipe(
filter(isEven),
map(triple)
)(pushReducer),
[]
);
經過測試(用 console.time()/console.timeEnd()
),上面的寫法耗時 33.898 ms,僅比 for 迴圈慢 8 ms。為了程式碼的易維護性和易讀性,這點效能上的微小犧牲,我認為是可以接受的。
這種寫法叫 transduce。有很多工具庫提供了 transducer 函式。比如 transducers-js。除了用 transducer 來遍歷陣列,還能用它來遍歷物件和其它資料集。功能相當強大。
六,for 迴圈和 for … of 迴圈的區別
for … of 迴圈是在 ES6 引入 Iterator 後,為了遍歷 Iterable 資料型別才產生的。EcmaScript 的 Iterable 資料型別有陣列,字串,Set 和 Map。for … of 迴圈屬於重型的操作(具體細節我也沒了解過),如果用 AirBNB 的 ESLint 規則,在程式碼中使用 for … of 來遍歷陣列是會被禁止的。
那麼,for … of 迴圈應該在哪些場景使用呢?目前我發現的合理使用場景是遍歷自定義的 Iterable。來看這個題目:
問題十八: 將 Stark 家族成員名字遍歷,每次遍歷暫停一秒,然後將當前遍歷的名字列印來,遍歷完後回到第一個元素再重新開始,無限迴圈。
const starks = [ "Eddard Stark", "Catelyn Stark", "Rickard Stark", "Brandon Stark", "Rob Stark", "Sansa Stark", "Arya Stark", "Bran Stark", "Rickon Stark", "Lyanna Stark" ];
答案:
function* repeatedArr(arr) { let i = 0; while (true) { yield arr[i++ % arr.length]; } } const infiniteNameList = repeatedArr(starks); const wait = ms => new Promise(resolve => { setTimeout(() => { resolve(); }, ms); }); (async () => { for (const name of infiniteNameList) { await wait(1000); console.log(name); } })();
七,放棄倔強,實在需要用 for 迴圈了
前面講到的問題基本覆蓋了大部分需要使用 for 迴圈的場景。那是否我們可以保證永遠不用 for 迴圈呢?其實不是。我講了這麼多,其實是在鼓勵大家不要寫 for 迴圈,而不是不用 for 迴圈。我們常用的陣列原型鏈上的 map,filter 等高階函式,底層其實是用 for 迴圈實現的。在需要寫一些底層程式碼的時候,還是需要寫 for 迴圈的。來看這個例子:
Number.prototype[Symbol.iterator] = function*() { for (let i = 0; i <= this; i++) { yield i; } }; [...6]; // [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6]
注意,這個例子只是為了好玩。生產環境中不要直接修改 JS 內建資料型別的原型鏈。原因是 V8 引擎有一個原型鏈快速推測機制,修改原型鏈會破壞這個機制,造成效能問題。
連結: https://mp.weixin.qq.com/s/dAk49Q6BWkzMgW8Vwsv1UA
來源:微信公眾號-漫步大前端
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