ES6與for循環


部分內容供參自: http://www.banzg.com/archives/519.html

在ECMAScript5(簡稱 ES5)中,有三種 for 循環,分別是:

  • 簡單for循環
  • for-in
  • forEach

在2015年6月份發布的ECMAScript6(簡稱 ES6)中,新增了一種循環,是:

  • for-of

下面我們就來看看這 4 種 for 循環。

簡單 for 循環

下面先來看看大家最常見的一種寫法:

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const arr = [1, 2, 3];
for ( let  i = 0; i < arr.length; i++) {
     console.log(arr[i]);
}

當數組長度在循環過程中不會改變時,我們應將數組長度用變量存儲起來,這樣會獲得更好的效率,下面是改進的寫法:

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const arr = [1, 2, 3];
for ( let  i = 0, len = arr.length; i < len; i++) {
     console.log(arr[i]);
}

for-in

通常情況下,我們可以用 for-in 來遍歷一遍數組的內容,代碼如下:

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const arr = [1, 2, 3];
let  index;
for (index in  arr) {
     console.log( "arr["  + index + "] = "  + arr[index]);
}

一般情況下,運行結果如下:

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arr[0] = 1
arr[1] = 2
arr[2] = 3

但這么做往往會出現問題。

for-in 的真相

for-in 循環遍歷的是對象的屬性,而不是數組的索引。因此, for-in 遍歷的對象便不局限於數組,還可以遍歷對象。例子如下:

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const person = {
     fname: "san" ,
     lname: "zhang" ,
     age: 99
};
let  info;
for (info in  person) {
     console.log( "person["  + info + "] = "  + person[info]);
}

結果如下:

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person[fname] = san
person[lname] = zhang
person[age] = 99

需要注意的是, for-in 遍歷屬性的順序並不確定,即輸出的結果順序與屬性在對象中的順序無關,也與屬性的字母順序無關,與其他任何順序也無關。

Array 的真相

Array 在 Javascript 中是一個對象, Array 的索引是屬性名。事實上, Javascript 中的 “array” 有些誤導性, Javascript 中的 Array 並不像大部分其他語言的數組。首先, Javascript 中的 Array 在內存上並不連續,其次, Array 的索引並不是指偏移量。實際上, Array 的索引也不是 Number 類型,而是 String 類型的。我們可以正確使用如 arr[0] 的寫法的原因是語言可以自動將 Number 類型的 0 轉換成 String 類型的 “0″ 。所以,在 Javascript 中從來就沒有 Array 的索引,而只有類似 “0″ 、 “1″ 等等的屬性。有趣的是,每個 Array 對象都有一個 length 的屬性,導致其表現地更像其他語言的數組。但為什么在遍歷 Array 對象的時候沒有輸出 length 這一條屬性呢?那是因為 for-in 只能遍歷“可枚舉的屬性”, length 屬於不可枚舉屬性,實際上, Array 對象還有許多其他不可枚舉的屬性。

現在,我們再回過頭來看看用 for-in 來循環數組的例子,我們修改一下前面遍歷數組的例子:

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const arr = [1, 2, 3];
arr.name = "Hello world" ;
let  index;
for (index in  arr) {
     console.log( "arr["  + index + "] = "  + arr[index]);
}

運行結果是:

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arr[0] = 1
arr[1] = 2
arr[2] = 3
arr[name] = Hello world

我們看到 for-in 循環訪問了我們新增的 “name” 屬性,因為 for-in 遍歷了對象的所有屬性,而不僅僅是“索引”。同時需要注意的是,此處輸出的索引值,即 “0″、 “1″、 “2″不是 Number 類型的,而是 String 類型的,因為其就是作為屬性輸出,而不是索引。那是不是說不在我們的 Array 對象中添加新的屬性,我們就可以只輸出數組中的內容了呢?答案是否定的。因為 for-in 不僅僅遍歷 array 自身的屬性,其還遍歷 array 原型鏈上的所有可枚舉的屬性。下面我們看個例子:

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Array.prototype.fatherName = "Father" ;
const arr = [1, 2, 3];
arr.name = "Hello world" ;
let  index;
for (index in  arr) {
     console.log( "arr["  + index + "] = "  + arr[index]);
}

運行結果是:

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arr[0] = 1
arr[1] = 2
arr[2] = 3
arr[name] = Hello world
arr[fatherName] = Father

寫到這里,我們可以發現 for-in 並不適合用來遍歷 Array 中的元素,其更適合遍歷對象中的屬性,這也是其被創造出來的初衷。卻有一種情況例外,就是稀疏數組。考慮下面的例子:

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let  key;
const arr = [];
arr[0] = "a" ;
arr[100] = "b" ;
arr[10000] = "c" ;
for (key in  arr) {
     if (arr.hasOwnProperty(key)  &&   
         /^0$|^[1-9]\d*$/.test(key) &&   
         key <= 4294967294              
         ) {
         console.log(arr[key]);
     }
}

for-in 只會遍歷存在的實體,上面的例子中, for-in 遍歷了3次(遍歷屬性分別為”0″、 “100″、 “10000″的元素,普通 for 循環則會遍歷 10001 次)。所以,只要處理得當, for-in 在遍歷 Array 中元素也能發揮巨大作用。

為了避免重復勞動,我們可以包裝一下上面的代碼:

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function  arrayHasOwnIndex(array, prop) {
     return  array.hasOwnProperty(prop) &&
         /^0$|^[1-9]\d*$/.test(prop) &&
         prop <= 4294967294; // 2^32 - 2
}

使用示例如下:

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for  ( let  key in  arr) {
     if  (arrayHasOwnIndex(arr, key)) {
         console.log(arr[key]);
     }
}

for-in 性能

正如上面所說,每次迭代操作會同時搜索實例或者原型屬性, for-in 循環的每次迭代都會產生更多開銷,因此要比其他循環類型慢,一般速度為其他類型循環的 1/7。因此,除非明確需要迭代一個屬性數量未知的對象,否則應避免使用 for-in 循環。如果需要遍歷一個數量有限的已知屬性列表,使用其他循環會更快,比如下面的例子:

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const obj = {
     "prop1" : "value1" ,
     "prop2" : "value2"
};
 
const props = [ "prop1" , "prop2" ];
for ( let  i = 0; i < props.length; i++) {
     console.log(obj[props[i]]);
}

上面代碼中,將對象的屬性都存入一個數組中,相對於 for-in 查找每一個屬性,該代碼只關注給定的屬性,節省了循環的開銷和時間。

forEach

在 ES5 中,引入了新的循環,即 forEach 循環。

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const arr = [1, 2, 3];
arr.forEach((data) => {
     console.log(data);
});

運行結果:

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forEach 方法為數組中含有有效值的每一項執行一次 callback 函數,那些已刪除(使用 delete 方法等情況)或者從未賦值的項將被跳過(不包括那些值為 undefined 或 null 的項)。 callback 函數會被依次傳入三個參數:

  • 數組當前項的值;
  • 數組當前項的索引;
  • 數組對象本身;

需要注意的是,forEach 遍歷的范圍在第一次調用 callback 前就會確定。調用forEach 后添加到數組中的項不會被 callback 訪問到。如果已經存在的值被改變,則傳遞給 callback 的值是 forEach 遍歷到他們那一刻的值。已刪除的項不會被遍歷到。

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const arr = [];
arr[0] = "a" ;
arr[3] = "b" ;
arr[10] = "c" ;
arr.name = "Hello world" ;
arr.forEach((data, index, array) => {
     console.log(data, index, array);
});

運行結果:

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a 0 [ "a" , 3: "b" , 10: "c" , name: "Hello world" ]
b 3 [ "a" , 3: "b" , 10: "c" , name: "Hello world" ]
c 10 [ "a" , 3: "b" , 10: "c" , name: "Hello world" ]

這里的 index 是 Number 類型,並且也不會像 for-in 一樣遍歷原型鏈上的屬性。

所以,使用 forEach 時,我們不需要專門地聲明 index 和遍歷的元素,因為這些都作為回調函數的參數。

另外,forEach 將會遍歷數組中的所有元素,但是 ES5 定義了一些其他有用的方法,下面是一部分:

  • every: 循環在第一次 return false 后返回
  • some: 循環在第一次 return true 后返回
  • filter: 返回一個新的數組,該數組內的元素滿足回調函數
  • map: 將原數組中的元素處理后再返回
  • reduce: 對數組中的元素依次處理,將上次處理結果作為下次處理的輸入,最后得到最終結果。

forEach 性能

首先感謝@papa pa的提醒,才發現我之前的理解有錯誤。

大家可以看 jsPerf ,在不同瀏覽器下測試的結果都是 forEach 的速度不如 for。如果大家把測試代碼放在控制台的話,可能會得到不一樣的結果,主要原因是控制台的執行環境與真實的代碼執行環境有所區別。

for-of

先來看個例子:

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const arr = [ 'a' , 'b' , 'c' ];
for ( let  data of arr) {
     console.log(data);
}

運行結果是:

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a
b
c

為什么要引進 for-of?

要回答這個問題,我們先來看看ES6之前的 3 種 for 循環有什么缺陷:

  • forEach 不能 break 和 return;
  • for-in 缺點更加明顯,它不僅遍歷數組中的元素,還會遍歷自定義的屬性,甚至原型鏈上的屬性都被訪問到。而且,遍歷數組元素的順序可能是隨機的。

所以,鑒於以上種種缺陷,我們需要改進原先的 for 循環。但 ES6 不會破壞你已經寫好的 JS 代碼。目前,成千上萬的 Web 網站依賴 for-in 循環,其中一些網站甚至將其用於數組遍歷。如果想通過修正 for-in 循環增加數組遍歷支持會讓這一切變得更加混亂,因此,標准委員會在 ES6 中增加了一種新的循環語法來解決目前的問題,即 for-of 。

那 for-of 到底可以干什么呢?

  • 跟 forEach 相比,可以正確響應 break, continue, return。
  • for-of 循環不僅支持數組,還支持大多數類數組對象,例如 DOM nodelist 對象。
  • for-of 循環也支持字符串遍歷,它將字符串視為一系列 Unicode 字符來進行遍歷。
  • for-of 也支持 Map 和 Set (兩者均為 ES6 中新增的類型)對象遍歷。

總結一下,for-of 循環有以下幾個特征:

  • 這是最簡潔、最直接的遍歷數組元素的語法。
  • 這個方法避開了 for-in 循環的所有缺陷。
  • 與 forEach 不同的是,它可以正確響應 break、continue 和 return 語句。
  • 其不僅可以遍歷數組,還可以遍歷類數組對象和其他可迭代對象。

但需要注意的是,for-of循環不支持普通對象,但如果你想迭代一個對象的屬性,你可以用
for-in 循環(這也是它的本職工作)。

最后要說的是,ES6 引進的另一個方式也能實現遍歷數組的值,那就是 Iterator。上個例子:

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const arr = [ 'a' , 'b' , 'c' ];
const iter = arr[Symbol.iterator]();
 
iter.next() // { value: 'a', done: false }
iter.next() // { value: 'b', done: false }
iter.next() // { value: 'c', done: false }
iter.next() // { value: undefined, done: true }
 
 
前面的不多說,重點描述for-of
for-of循環不僅支持數組,還支持大多數類數組對象,例如DOM NodeList對象
for-of循環也支持字符串遍歷,它將字符串視為一系列的Unicode字符來進行遍歷:
window.onload=function(){ 
   const arr = [55,00, 11, 22];
   arr.name = "hello";
  // Array.prototype.FatherName = 'FatherName';
   /*for(let key in arr){
    console.log('key='+key+',key.value='+arr[key]);
   }*/
   /* arr.forEach((data) => {console.log(data);});*/
  /* arr.forEach((data,index,arr) => {console.log(data+','+index+','+arr);});*/
  /*for(let key of arr){
    console.log(key);
  }*/
  var string1 = 'abcdefghijklmn';
  var string2 = 'opqrstuvwxyc';
  const stringArr = [string1,string2];
  for(let key of stringArr){
    console.log(key);
  }
  for(let key of string1){
    console.log(key);
  }
}
 
結果:
 

現在,只需記住:

  • 這是最簡潔、最直接的遍歷數組元素的語法
  • 這個方法避開了for-in循環的所有缺陷
  • 與forEach()不同的是,它可以正確響應break、continue和return語句

for-in循環用來遍歷對象屬性。

for-of循環用來遍歷數據—例如數組中的值。

 

它同樣支持Map和Set對象遍歷。

Map和Set對象是ES6中新增的類型。ES6中的Map和Set和java中並無太大出入。

SetMap類似,也是一組key的集合,但不存儲value。由於key不能重復,所以,在Set中,沒有重復的key。

要創建一個Set,需要提供一個Array作為輸入,或者直接創建一個空Set

var s1 = new Set(); // 空Set var s2 = new Set([1, 2, 3]); // 含1, 2, 3
  • 1
  • 2
  • 1
  • 2

重復元素在Set中自動被過濾:

var s = new Set([1, 2, 3, 3, '3']); s; // Set {1, 2, 3, "3"}
  • 1
  • 2
  • 1
  • 2

通過add(key)方法可以添加元素到Set中,可以重復添加,但不會有效果:

var s = new Set([1, 2, 3]); s.add(4); s; // Set {1, 2, 3, 4} s.add(4); s; // Set {1, 2, 3, 4}
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

通過delete(key)方法可以刪除元素:

var s = new Set([1, 2, 3]); s; // Set {1, 2, 3} s.delete(3); s; // Set {1, 2}
 

Set對象可以自動排除重復項

 

var string1 = 'abcdefghijklmn';

  var string2 = 'opqrstuvwxyc';

  var string3 = 'opqrstuvwxyc';

  var string4 = 'opqrstuvwxyz';

 

  const stringArr = [string1,string2,string3,string4];

 

 

 var newSet = new Set(stringArr);

  for(let key of newSet){

    console.log(key);

  }

結果:

 

 

 

Map對象稍有不同:內含的數據由鍵值對組成,所以你需要使用解構(destructuring)來將鍵值對拆解為兩個獨立的變量:


for (var [key, value] of phoneBookMap) { console.log(key + "'s phone number is: " + value); }

 var m = new Map([[1, 'Michael'], [2, 'Bob'], [3, 'Tracy']]);

  var map = new Map([['1','Jckey'],['2','Mike'],['3','zhengxin']]);

  map.set('4','Adam');//添加key-value

  map.set('5','Tom');

  map.set('6','Jerry');

  console.log(map.get('6'));

  map.delete('6');

   console.log(map.get('6'));

  for(var [key,value] of map) {

    console.log('key='+key+' , value='+value);

  }

結果:

 

 

 

解構也是ES6的新特性,我們將在另一篇文章中講解。看來我應該記錄這些優秀的主題,未來有太多的新內容需要一一剖析。

現在,你只需記住:未來的JS可以使用一些新型的集合類,甚至會有更多的類型陸續誕生,而for-of就是為遍歷所有這些集合特別設計的循環語句。

for-of循環不支持普通對象,但如果你想迭代一個對象的屬性,你可以用for-in循環(這也是它的本職工作)或內建的Object.keys()方法:

 

// 向控制台輸出對象的可枚舉屬性for(var key of Object.keys(someObject)){ console.log(key +": "+ someObject[key]);
 
 
 
var obj = { name :'name', age : 'age', sex : 'sex' }; for (var key of Object.keys(obj)) { console.log(key + ": " + obj[key]); }
 
結果:
 
 

深入理解

“能工摹形,巧匠竊意。”——巴勃羅·畢卡索

ES6始終堅持這樣的宗旨:凡是新加入的特性,勢必已在其它語言中得到強有力的實用性證明。

舉個例子,新加入的for-of循環像極了C++、Java、C#以及Python中的循環語句。與它們一樣,這里的for-of循環支持語言和標准庫中提供的幾種不同的數據結構。它同樣也是這門語言中的一個擴展點(譯注:關於擴展點,建議參考 1. 淺析擴展點 2. What are extensions and extension points?)。

正如其它語言中的for/foreach語句一樣,for-of循環語句通過方法調用來遍歷各種集合。數組、Maps對象、Sets對象以及其它在我們討論的對象有一個共同點,它們都有一個迭代器方法。

你可以給任意類型的對象添加迭代器方法。

當你為對象添加myObject.toString()方法后,就可以將對象轉化為字符串,同樣地,當你向任意對象添加myObject[Symbol.iterator]()方法,就可以遍歷這個對象了。

舉個例子,假設你正在使用jQuery,盡管你非常鍾情於里面的.each()方法,但你還是想讓jQuery對象也支持for-of循環,你可以這樣做:


// 因為jQuery對象與數組相似 // 可以為其添加與數組一致的迭代器方法 jQuery.prototype[Symbol.iterator] = Array.prototype[Symbol.iterator];

好的,我知道你在想什么,那個[Symbol.iterator]語法看起來很奇怪,這段代碼到底做了什么呢?這里通過Symbol處理了一下方法的名稱。標准委員會可以把這個方法命名為.iterator()方法,但是如果你的代碼中的對象可能也有一些.iterator()方法,這一定會讓你感到非常困惑。於是在ES6標准中使用symbol來作為方法名,而不是使用字符串。

你大概也猜到了,Symbols是ES6中的新類型,我們會在后續的文章中講解。現在,你需要記住,基於新標准,你可以定義一個全新的symbol,就像Symbol.iterator,如此一來可以保證不與任何已有代碼產生沖突。這樣做的代價是,這段代碼的語法看起來會略顯生硬,但是這微乎其微代價卻可以為你帶來如此多的新特性和新功能,並且你所做的這一切可以完美地向后兼容。

所有擁有[Symbol.iterator]()的對象被稱為可迭代的。在接下來的文章中你會發現,可迭代對象的概念幾乎貫穿於整門語言之中,不僅是for-of循環,還有Map和Set構造函數、解構賦值,以及新的展開操作符。

迭代器對象

現在,你將無須親自從零開始實現一個對象迭代器,我們會在下一篇文章詳細講解。為了幫助你理解本文,我們簡單了解一下迭代器(如果你跳過這一章,你將錯過非常精彩的技術細節)。

for-of循環首先調用集合的[Symbol.iterator]()方法,緊接着返回一個新的迭代器對象。迭代器對象可以是任意具有.next()方法的對象;for-of循環將重復調用這個方法,每次循環調用一次。舉個例子,這段代碼是我能想出來的最簡單的迭代器:


var zeroesForeverIterator = { [Symbol.iterator]: function () { return this; }, next: function () { return {done: false, value: 0}; } };

每一次調用.next()方法,它都返回相同的結果,返回給for-of循環的結果有兩種可能:(a) 我們尚未完成迭代;(b) 下一個值為0。這意味着(value of zeroesForeverIterator) {}將會是一個無限循環。當然,一般來說迭代器不會如此簡單。

這個迭代器的設計,以及它的.done和.value屬性,從表面上看與其它語言中的迭代器不太一樣。在Java中,迭代器有分離的.hasNext()和.next()方法。在Python中,他們只有一個.next() 方法,當沒有更多值時拋出StopIteration異常。但是所有這三種設計從根本上講都返回了相同的信息。

迭代器對象也可以實現可選的.return()和.throw(exc)方法。如果for-of循環過早退出會調用.return()方法,異常、break語句或return語句均可觸發過早退出。如果迭代器需要執行一些清潔或釋放資源的操作,可以在.return()方法中實現。大多數迭代器方法無須實現這一方法。.throw(exc)方法的使用場景就更特殊了:for-of循環永遠不會調用它。但是我們還是會在下一篇文章更詳細地講解它的作用。

現在我們已了解所有細節,可以寫一個簡單的for-of循環然后按照下面的方法調用重寫被迭代的對象。

首先是for-of循環:


for (VAR of ITERABLE) { 一些語句 }

然后是一個使用以下方法和少許臨時變量實現的與之前大致相當的示例,:


var $iterator = ITERABLE[Symbol.iterator](); var $result = $iterator.next(); while (!$result.done) { VAR = $result.value; 一些語句 $result = $iterator.next(); }

這段代碼沒有展示.return()方法是如何處理的,我們可以添加這部分代碼,但我認為這對於我們正在講解的內容來說過於復雜了。for-of循環用起來很簡單,但是其背后有着非常復雜的機制。

我何時可以開始使用這一新特性?

目前,對於for-of循環新特性,所有最新版本Firefox都(部分)支持(譯注:從FF 13開始陸續支持相關功能,FF 36 - FF 40基本支持大部分特性),在Chrome中可以通過訪問 chrome://flags 並啟用“實驗性JavaScript”來支持。微軟的Spartan瀏覽器支持,但是IE不支持。如果你想在web環境中使用這種新語法,同時需要支持IE和Safari,你可以使用Babel或Google的Traceur這些編譯器來將你的ES6代碼翻譯為Web友好的ES5代碼。

而在服務端,你不需要類似的編譯器,io.js中默認支持ES6新語法(部分),在Node中需要添加--harmony選項來啟用相關特性。

{done: true}

喲!

好的,我們今天的講解就到這里,但是對於for-of循環的使用遠沒有結束。

在ES6中有一種新的對象與for-of循環配合使用非常契合,我沒有提及它因為它是我們下周文章的主題,我認為這種新特性是ES6種最夢幻的地方,如果你尚未在類似Python和C#的語言中遇到它,你一開始很可能會發現它令人難以置信,但是這是編寫迭代器最簡單的方式,在重構中非常有用,並且它很可能改變我們書寫異步代碼的方式,無論是在瀏覽器環境還是服務器環境,所以,下周的深入淺出 ES6 中,請務必一起來仔細看看 ES6 的生成器:generators。


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