如何在 JS 代碼中消滅 for 循環

補充一：看來很多人沒看完文章就評論了。我在文章末尾說了，是不寫 for 循環，不是不用 for 循環。簡單陳述不寫 for 循環的理由：for 循環易讀性差，而且鼓勵寫指令式代碼和執行副作用。更多參考這篇文章

補充二：回應大家的一些反對意見。本來准備專門寫文章回應的，但是沒時間，就簡短回復，直接扔鏈接了。

for 循環性能最好。回應：微觀層面的代碼性能優化，不是你應該關注的。我在文章中演示了，對百萬級數據的操作，reduce 只比 for 循環慢 8 ms，可忽略不計。如果你要操作更大的數據，要考慮下換語言了。
不用 for 循環不能 break。回應：我把文章第三部分標題改了一下，專用來解決用遞歸提前 break。擔心遞歸爆棧？我在這篇文章里有解釋怎樣解決遞歸爆棧。
框架都用 for 循環！回應：框架考慮的場景和你不一樣。React 和 Vue 還用 class 來創建對象呢。你該跟着學嗎？事實上你應該用工廠函數。Class vs Factory function: exploring the way forward

補充三：文中的代碼都是我邊講邊寫的，都是現場運行演示過的，所以不會存在錯誤。如果你運行出問題，有兩個原因：1. 你粘錯代碼了。2. 你的運行環境不支持 ES6/7。還有，我采用了函數式編程實踐，所有操作都是根據舊值返回符合條件的新值。如果你嘗試打印原數據，肯定是沒效果的。如果你習慣了每次運算都改變原數據，那你應該改變習慣了，那樣寫是寫不出好代碼的。

補充四：（最后一次了，不然太長了……）我不是提倡在語言層面上消滅 for 循環，我還沒到那個級別。我的側重點在於，函數式編程的訓練，會讓你在過程抽象上更熟練。有可能你寫了很多 for 循環都沒有發現一個高階的過程抽象 pattern，但是如果你有函數式訓練的話，你可以把這個過程抽象成一個函數，這樣就不用反復寫了。遞歸和 reduce 寫法可能確實理解門檻太高，但是大多數情況下，只用寫一次。最后，我建議大家看《你不知道的 JS》系列書。我的大部分編程技巧，都是跟作者學的。

一，用好 filter，map，和其它 ES6 新增的高階遍歷函數

問題一：將數組中的 falsy 值去除

const arrContainsEmptyVal = [3, 4, 5, 2, 3, undefined, null, 0, ""]; 復制代碼

答案：

const compact = arr => arr.filter(Boolean); 復制代碼

問題二：將數組中的 VIP 用戶余額加 10

const users = [ { username: "Kelly", isVIP: true, balance: 20 }, { username: "Tom", isVIP: false, balance: 19 }, { username: "Stephanie", isVIP: true, balance: 30 } ]; 復制代碼

答案：

users.map(
  user => (user.isVIP ? { ...user, balance: user.balance + 10 } : user) ); 復制代碼

補充：有人說很明顯這里該用 forEach，你為了舉例而舉例！我比較無語。forEach 是用來執行副作用的好嗎？你把原數據都改了。我的習慣是使用 Immutable 數據。你要改數據的話，開心就好。

問題三：判斷字符串中是否含有元音字母

const randomStr = "hdjrwqpi"; 復制代碼

答案：

const isVowel = char => ["a", "e", "o", "i", "u"].includes(char); const containsVowel = str => [...str].some(isVowel); containsVowel(randomStr); 復制代碼

問題四：判斷用戶是否全部是成年人

const users = [ { name: "Jim", age: 23 }, { name: "Lily", age: 17 }, { name: "Will", age: 25 } ]; 復制代碼

答案：

users.every(user => user.age >= 18); 復制代碼

問題五：找出上面用戶中的第一個未成年人

答案：

const findTeen = users => users.find(user => user.age < 18); findTeen(users); 復制代碼

問題六：將數組中重復項清除

const dupArr = [1, 2, 3, 3, 3, 3, 6, 7]; 復制代碼

答案：

const uniq = arr => [...new Set(arr)]; uniq(dupArr); 復制代碼

問題七：生成由隨機整數組成的數組，數組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); 復制代碼

二，理解和熟練使用 reduce

問題八：不借助原生高階函數，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); }; 復制代碼

問題九：將多層數組轉換成一層數組

const nestedArr = [1, 2, [3, 4, [5, 6]]]; 復制代碼

答案：

const flatten = arr => arr.reduce( (flat, next) => flat.concat(Array.isArray(next) ? flatten(next) : next), [] ); 復制代碼

問題十：將下面數組轉成對象，key/value 對應里層數組的兩個值

const objLikeArr = [["name", "Jim"], ["age", 18], ["single", true]]; 復制代碼

答案：

const fromPairs = pairs => pairs.reduce((res, pair) => ((res[pair[0]] = pair[1]), res), {}); fromPairs(objLikeArr); 復制代碼

問題十一：取出對象中的深層屬性

const deepAttr = { a: { b: { c: 15 } } }; 復制代碼

答案：

const pluckDeep = path => obj => path.split(".").reduce((val, attr) => val[attr], obj); pluckDeep("a.b.c")(deepAttr); 復制代碼

問題十二：將用戶中的男性和女性分別放到不同的數組里：

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" }, ]; 復制代碼

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); 復制代碼

問題十三： reduce 的計算過程，在范疇論里面叫 catamorphism，即一種連接的變形。和它相反的變形叫 anamorphism。現在我們定義一個和 reduce 計算過程相反的函數 unfold（注：reduce 在 Haskell 里面叫 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, []); }; 復制代碼

根據這個 unfold 函數，定義一個 Python 里面的 range 函數。

答案：

const range = (min, max, step = 1) => unfold(x => x < max && [x, x + step], min); 復制代碼

三，用遞歸代替循環（可以break！）

問題十四：將兩個數組每個元素一一對應相加。注意，第二個數組比第一個多出兩個，不要把第二個數組遍歷完。

const num1 = [3, 4, 5, 6, 7]; const num2 = [43, 23, 5, 67, 87, 3, 6]; 復制代碼

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); 復制代碼

問題十五：將 Stark 家族成員提取出來。注意，目標數據在數組前面，使用 filter 方法遍歷整個數組是浪費。

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" ]; 復制代碼

答案：

const takeWhile = f => ([head, ...tail]) => f(head) ? [head, ...takeWhile(f)(tail)] : []; const isStark = name => name.toLowerCase().includes("stark"); takeWhile(isStark)(houses); 復制代碼

問題十六：找出數組中的奇數，然后取出前4個：

const numList = [1, 3, 11, 4, 2, 5, 6, 7]; 復制代碼

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); 復制代碼

四，使用高階函數遍歷數組時可能遇到的陷阱

問題十七：從長度為 100 萬的隨機整數組成的數組中取出偶數，再把所有數字乘以 3

// 用我們剛剛定義的輔助函數來生成符合要求的數組 const bigArr = genNumArr(1e6, 100); 復制代碼

能運行的答案：

const isEven = num => num % 2 === 0; const triple = num => num * 3; bigArr.filter(isEven).map(triple); 復制代碼

注意，上面的解決方案將數組遍歷了兩次，無疑是浪費。如果寫 for 循環，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])); } } 復制代碼

在我的電腦上測試，先 filter 再 map 的方法耗時 105.024 ms，而采用 for 循環的方法耗時僅 25.598 ms！那是否說明遇到此類情況必須用 for 循環解決呢? No！

五，死磕到底，Transduce！

我們先用 reduce 來定義 filter 和 map，至於為什么這樣做等下再解釋。

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), []); 復制代碼

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。有了共有的邏輯后，我們可以進一步地抽象，把 reducer 抽離出來，然后傳入 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)); 復制代碼

現在 filter 和 map 的函數 signature 一樣，我們就可以進行函數組合（function composition）了。

const pushReducer = (acc, value) => (acc.push(value), acc); bigNum.reduce(map(triple)(filter(isEven)(pushReducer)), []); 復制代碼

但是這樣嵌套寫法易讀性太差，很容易出錯。我們可以寫一個工具函數來輔助函數組合：

const pipe = (...fns) => (...args) => fns.reduce((fx, fy) => fy(fx), ...args); 復制代碼

然后我們就可以優雅地組合函數了：

bigNum.reduce(
  pipe(
    filter(isEven),
    map(triple)
  )(pushReducer),
  []
);
復制代碼

經過測試（用 console.time()/console.timeEnd()）,上面的寫法耗時 33.898 ms，僅比 for 循環慢 8 ms。為了代碼的易維護性和易讀性，這點性能上的微小犧牲，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 函數。比如 transducers-js。除了用 transducer 來遍歷數組，還能用它來遍歷對象和其它數據集。功能相當強大。

六，for 循環和 for ... of 循環的區別

for ... of 循環是在 ES6 引入 Iterator 后，為了遍歷 Iterable 數據類型才產生的。EcmaScript 的 Iterable 數據類型有數組，字符串，Set 和 Map。for ... of 循環屬於重型的操作（具體細節我也沒了解過），如果用 AirBNB 的 ESLint 規則，在代碼中使用 for ... of 來遍歷數組是會被禁止的。

那么，for ... of 循環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，然后將當前遍歷的名字打印來，遍歷完后回到第一個元素再重新開始，無限循環。

const starks = [ "Eddard Stark", "Catelyn Stark", "Rickard Stark", "Brandon Stark", "Rob Stark", "Sansa Stark", "Arya Stark", "Bran Stark", "Rickon Stark", "Lyanna Stark" ]; 復制代碼

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); } })(); 復制代碼

七，放棄倔強，實在需要用 for 循環了

前面講到的問題基本覆蓋了大部分需要使用 for 循環的場景。那是否我們可以保證永遠不用 for 循環呢？其實不是。我講了這么多，其實是在鼓勵大家不要寫 for 循環，而不是不用 for 循環。我們常用的數組原型鏈上的 map，filter 等高階函數，底層其實是用 for 循環實現的。在需要寫一些底層代碼的時候，還是需要寫 for 循環的。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] 復制代碼

注意，這個例子只是為了好玩。生產環境中不要直接修改 JS 內置數據類型的原型鏈。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，造成性能問題。