無循環 JavaScript

之前有讨論過，縮進（非常粗魯地）增加了代碼複雜性

。我們的目标是寫出複雜度低的 JavaScript 代碼。通過選擇一種合适的抽象來解決這個問題，可是你怎麼能知道選擇哪一種抽象呢？很遺憾的是到目前為止，沒有找到一個具體的例子能回答這個問題。這篇文章中我們讨論不用任何循環如何處理 JavaScript 數組，最終得出的效果是可以降低代碼複雜性。

循環是一種很重要的控制結構，它很難被重用，也很難插入到其他操作之中。另外，它意味着随着每次疊代，代碼也在不斷的變化之中。——Luis Atencio

循環

我們先前說過，像循環這樣的控制結構引入了複雜性。但是也沒有給出确切的證據證明這一點，我們先看看 JavaScript 中循環的工作原理。

在 JavaScript 中，至少有四、五種實作循環的方法，最基礎的是

while

循環。我們首先先建立一個示例函數和數組：

// oodlify :: String -> String
function oodlify(s) {
    return s.replace(/[aeiou]/g, 'oodle');
}

const input = [
    'John',
    'Paul',
    'George',
    'Ringo',
];

現在有了一個數組，我們想要用 oodlify 函數處理每一個元素。如果用

while

循環，就類似于這樣：

let i = 0;
const len = input.length;
let output = [];
while (i < len) {
    let item = input[i];
    let newItem = oodlify(item);
    output.push(newItem);
    i = i + 1;
}

注意這裡發生的事情，我們用了一個初始值為 0 的計數器 i，每次循環都會自增。而且每次循環中都和 len 進行比較以保證循環特定次數以後終止循環。這種利用計數器進行循環控制的模式太常用了，是以 JavaScript 提供了一種更加簡潔的寫法：

for

循環，寫起來如下：

const len = input.length;
let output = [];
for (let i = 0; i < len; i = i + 1) {
    let item = input[i];
    let newItem = oodlify(item);
    output.push(newItem);
}

這一結構非常有用，

while

循環非常容易把自增的 i 給忘掉，進而引起無限循環；而

for

循環把和計數器相關的代碼都放到了上面，這樣你就不會忘掉自增 i，這确實是一個很好的改進。現在回到原來的問題，我們目标是在數組的每個元素上運作 oodlify() 函數，并且将結果放到一個新的數組中。

對一個數組中每個元素都進行操作的這種模式也是非常普遍的。是以在 ES2015 中，引入了一種新的循環結構可以把計數器也簡化掉：

for...of

循環。每一次傳回數組的下一個元素給你，代碼如下：

let output = [];
for (let item of input) {
    let newItem = oodlify(item);
    output.push(newItem);
}

這樣就清晰很多了，注意這裡計數器和比較都不用了，你甚至都不用把元素從數組裡面取出來。

for...of

幫我們做了裡面的髒活累活。如果現在用

for...of

來代替所有的

for

循環，其實就可以很大程度上降低複雜性。但是，我們還可以做進一步的優化。

mapping

for...of

循環比

for

循環更清晰，但是依然需要一些配置性的代碼。如不得不初始化一個 output 數組并且每次循環都要調用 push() 函數。但有辦法可以讓代碼更加簡潔有力，我們先擴充一下問題。

如果有兩個數組需要調用 oodlify 函數會怎麼樣？

const fellowship = [
    'frodo',
    'sam',
    'gandalf',
    'aragorn',
    'boromir',
    'legolas',
    'gimli',
];

const band = [
    'John',
    'Paul',
    'George',
    'Ringo',
];

很容易想到的方法是對每個數組都做循環：

let bandoodle = [];
for (let item of band) {
    let newItem = oodlify(item);
    bandoodle.push(newItem);
}

let floodleship = [];
for (let item of fellowship) {
    let newItem = oodlify(item);
    floodleship.push(newItem);
}

這确實ok，有能正确執行的代碼，就比沒有好。但是重複的代碼太多了——不夠“

DRY

”。我們來重構它以降低重複性，建立一個函數：

function oodlifyArray(input) {
    let output = [];
    for (let item of input) {
        let newItem = oodlify(item);
        output.push(newItem);
    }
    return output;
}

let bandoodle = oodlifyArray(band);
let floodleship = oodlifyArray(fellowship);

這看起來好多了，可是如果我們想使用另外一個函數該怎麼辦？

function izzlify(s) {
    return s.replace(/[aeiou]+/g, 'izzle');
}

上面的 oodlifyArray() 一點用都沒有了。但如果再建立一個 izzlifyArray() 函數的話，代碼又重複了。不管那麼多，先寫出來看看什麼效果：

function oodlifyArray(input) {
    let output = [];
    for (let item of input) {
        let newItem = oodlify(item);
        output.push(newItem);
    }
    return output;
}

function izzlifyArray(input) {
    let output = [];
    for (let item of input) {
        let newItem = izzlify(item);
        output.push(newItem);
    }
    return output;
}

這兩個函數驚人的相似。那麼是不是可以把它們抽象成一個通用的模式呢？我們想要的是：給定一個函數和一個數組，通過這個函數，把數組中的每一個元素做操作後放到新的數組中。我們把這個模式叫做 map 。一個數組的 map 函數如下：

function map(f, a) {
    let output = [];
    for (let item of a) {
        output.push(f(item));
    }
    return output;
}

這裡還是用了循環結構，如果想要完全擺脫循環的話，可以做一個遞歸的版本出來：

function map(f, a) {
    if (a.length === 0) { return []; }
    return [f(a[0])].concat(map(f, a.slice(1)));
}

遞歸解決方法非常優雅，僅僅用了兩行代碼，幾乎沒有縮進。但是通常并不提倡于在這裡使用遞歸，因為在較老的浏覽器中的遞歸性能非常差。實際上，map 完全不需要你自己去手動實作（除非你自己想寫）。map 模式很常用，是以 JavaScript 提供了一個内置 map 方法。使用這個 map 方法，上面的代碼變成了這樣：

let bandoodle     = band.map(oodlify);
let floodleship   = fellowship.map(oodlify);
let bandizzle     = band.map(izzlify);
let fellowshizzle = fellowship.map(izzlify);

可以注意到，縮進消失，循環消失。當然循環可能轉移到了其他地方，但是我們已經不需要去關心它們了。現在的代碼簡潔有力，完美。

為什麼這個代碼這麼簡單呢？這可能是個很傻的問題，不過也請思考一下。是因為短嗎？不是，簡潔并不代表不複雜。它的簡單是因為我們把問題分離了。有兩個處理字元串的函數： oodlify 和 izzlify，這些函數并不需要知道關于數組或者循環的任何事情。同時，有另外一個函數：map ，它來處理數組，它不需要知道數組中元素是什麼類型的，甚至你想對數組做什麼也不用關心。它隻需要執行我們所傳遞的函數就可以了。把對數組的進行中和對字元串的處理分離開來，而不是把它們都混在一起。這就是為什麼說上面的代碼很簡單。

reducing

現在，map 已經得心應手了，但是這并沒有覆寫到每一種可能需要用到的循環。隻有當你想建立一個和輸入數組同樣長度的數組時才有用。但是如果你想要向數組中增加幾個元素呢？或者想找一個清單中的最短字元串是哪個？其實有時我們對數組進行處理，最終隻想得到一個值而已。

來看一個例子，現在一個數組裡面存放了一堆超級英雄：

const heroes = [
    {name: 'Hulk', strength: 90000},
    {name: 'Spider-Man', strength: 25000},
    {name: 'Hawk Eye', strength: 136},
    {name: 'Thor', strength: 100000},
    {name: 'Black Widow', strength: 136},
    {name: 'Vision', strength: 5000},
    {name: 'Scarlet Witch', strength: 60},
    {name: 'Mystique', strength: 120},
    {name: 'Namora', strength: 75000},
];

現在想找最強壯的超級英雄。使用

for...of

循環，像這樣：

let strongest = {strength: 0};
for (hero of heroes) {
    if (hero.strength > strongest.strength) {
        strongest = hero;
    }
}

雖然這個代碼可以正确運作，可是實在太爛了。看這個循環，每次都儲存到目前為止最強的英雄。繼續提需求，接下來我們想要所有超級英雄的總強度：

let combinedStrength = 0;
for (hero of heroes) {
    combinedStrength += hero.strength;
}

在這兩個例子中，都在循環開始之前初始化了一個變量。然後在每一次的循環中，處理一個數組元素并且更新這個變量。為了使這種循環套路變得更加明顯一點，現在把數組中間的部分抽離到一個函數當中。并且重命名這些變量，以進一步突出相似性。

function greaterStrength(champion, contender) {
    return (contender.strength > champion.strength) ? contender : champion;
}

function addStrength(tally, hero) {
    return tally + hero.strength;
}

const initialStrongest = {strength: 0};
let working = initialStrongest;
for (hero of heroes) {
    working = greaterStrength(working, hero);
}
const strongest = working;

const initialCombinedStrength = 0;
working = initialCombinedStrength;
for (hero of heroes) {
    working = addStrength(working, hero);
}
const combinedStrength = working;

用這種方式來寫，兩個循環變得非常相似了。它們兩個之間唯一的差別是調用的函數和初始值不同。兩個的功能都是對數組進行處理，最終得到一個值。是以，我們建立一個 reduce 函數來封裝這個模式。

function reduce(f, initialVal, a) {
    let working = initialVal;
    for (item of a) {
        working = f(working, item);
    }
    return working;
}

reduce 模式在 JavaScript 中也是很常用的，是以 JavaScript 為數組提供了内置的方法，不需要自己來寫。通過内置方法，代碼就變成了：

const strongestHero = heroes.reduce(greaterStrength, {strength: 0});
const combinedStrength = heroes.reduce(addStrength, 0);

ok，如果足夠細心的話，你會注意到上面的代碼其實并沒有短很多。不過也确實比自己手寫的 reduce 代碼少寫了幾行。但是我們的目标并不是使代碼變短或者少寫，而是降低代碼複雜度。現在的複雜度降低了嗎？我會說是的。把處理每個元素的代碼和處理循環代碼分離開來了，這樣代碼就不會互相糾纏在一起了，降低了複雜度。

reduce 方法乍一看可能覺得非常基礎。我們舉的 reduce 大部分也比如做加法這樣的簡單例子。但是沒有人說 reduce 方法隻能傳回基本類型，它可以是一個 object 類型，甚至可以是另一個數組。當我第一次意識到這個問題的時候，自己也是豁然開朗。是以其實可以用 reduce 方法來實作 map 或者 filter，這個留給讀者自己做練習。

filtering

現在我們有了 map 處理數組中的每個元素，有了 reduce 可以處理數組最終得到一個值。但是如果想擷取數組中的某些元素該怎麼辦？我們來進一步探索，現在增加一些屬性到上面的超級英雄數組中：

const heroes = [
    {name: 'Hulk', strength: 90000, sex: 'm'},
    {name: 'Spider-Man', strength: 25000, sex: 'm'},
    {name: 'Hawk Eye', strength: 136, sex: 'm'},
    {name: 'Thor', strength: 100000, sex: 'm'},
    {name: 'Black Widow', strength: 136, sex: 'f'},
    {name: 'Vision', strength: 5000, sex: 'm'},
    {name: 'Scarlet Witch', strength: 60, sex: 'f'},
    {name: 'Mystique', strength: 120, sex: 'f'},
    {name: 'Namora', strength: 75000, sex: 'f'},
];

ok，現在有兩個問題，我們想要：

找到所有的女性英雄；
找到所有能量值大于500的英雄。

使用普通的

for...of

循環，會得到如下代碼：

let femaleHeroes = [];
for (let hero of heroes) {
    if (hero.sex === 'f') {
        femaleHeroes.push(hero);
    }
}

let superhumans = [];
for (let hero of heroes) {
    if (hero.strength >= 500) {
        superhumans.push(hero);
    }
}

邏輯嚴密，看起來還不錯？但是裡面又出現了重複的情況。實際上，差別在于

if

的判斷語句，那麼能不能把

if

語句重構到一個函數中呢？

function isFemaleHero(hero) {
    return (hero.sex === 'f');
}

function isSuperhuman(hero) {
    return (hero.strength >= 500);
}

let femaleHeroes = [];
for (let hero of heroes) {
    if (isFemaleHero(hero)) {
        femaleHeroes.push(hero);
    }
}

let superhumans = [];
for (let hero of heroes) {
    if (isSuperhuman(hero)) {
        superhumans.push(hero);
    }
}

這種隻傳回

true

或者

false

的函數，我們一般把它稱作斷言（predicate）函數。這裡用了斷言（predicate）函數來判斷是否需要保留目前的英雄。

上面代碼的寫法會看起來比較長，但是把斷言函數抽離出來，可以讓重複的循環代碼更加明顯。現在把種循環抽離到一個函數當中。

function filter(predicate, arr) {
    let working = [];
    for (let item of arr) {
        if (predicate(item)) {
            working = working.concat(item);
        }
    }
}

const femaleHeroes = filter(isFemaleHero, heroes);
const superhumans  = filter(isSuperhuman, heroes);

同 map 和 reduce 一樣，JavaScript 提供了一個内置數組方法，沒必要自己來實作（除非你自己想寫）。用内置數組方法，上面的代碼就變成了：

const femaleHeroes = heroes.filter(isFemaleHero);
const superhumans  = heroes.filter(isSuperhuman);

為什麼這段代碼比

for...of

循環好呢？回想一下整個過程，我們要解決一個“找到滿足某一條件的所有英雄”。使用 filter 使得問題變得簡單化了。我們需要做的就是通過寫一個簡單函數來告訴 filter 哪一個數組元素要保留。不需要考慮數組是什麼樣的，以及繁瑣的中間變量。取而代之的是一個簡單的斷言函數，僅此而已。

與其他的疊代函數相比，使用 filter 是一個四兩撥千斤的過程。我們不需要通讀循環代碼來了解到底要過濾什麼，要過濾的東西就在傳遞給它的那個函數裡面。

finding

filter 已經信手拈來了吧。這時如果隻想找一個英雄該怎麼辦？比如找 “Black Widow”。使用 filter 會這樣寫：

function isBlackWidow(hero) {
    return (hero.name === 'Black Widow');
}

const blackWidow = heroes.filter(isBlackWidow)[0];

這段代碼的問題是效率不夠高。filter 會檢查數組中的每一個元素，而我們知道這裡面隻有一個 “Black Widow”，當找到她的時候就可以停住，不用再看後面的元素了。那麼，依舊利用斷言函數，我們寫一個 find 函數來傳回第一次比對上的元素。

function find(predicate, arr) {
    for (let item of arr) {
        if (predicate(item)) {
            return item;
        }
    }
}

const blackWidow = find(isBlackWidow, heroes);

同樣地，JavaScript 已經提供了這樣的方法：

const blackWidow = heroes.find(isBlackWidow);

find 再次展現了四兩撥千斤的特點。通過 find 方法，把問題簡化為：你隻要關注如何判斷你要找的東西就可以了，不必關心疊代到底怎麼實作等細節問題。

總結

這些疊代函數的例子很好地诠釋“抽象”的作用和優雅。回想一下我們所講的内置方法，每個例子中我們都做了三件事：

消除了循環結構，使得代碼變的簡潔易讀；
通過适當的方法名稱來描述我們使用的模式，也就是：map，reduce，filter 和 find；
把問題從處理整個數組簡化到處理每個元素。

注意在每一種情況下，我們都用幾個純函數來分解問題和解決問題。真正令人興奮的是通過僅僅這麼四種模式模式（當然還有其他的模式，也建議大家去學習一下），在 JS 代碼中你就可以消除幾乎所有的循環了。這是因為 JS 中幾乎每個循環都是用來處理數組，或者生成數組的。通過消除循環，降低了複雜性，也使得代碼的可維護性更強。

原文釋出時間為：2017年02月22日

原文作者：胡子大哈

本文來源：

掘金 https://juejin.im/entry/5b3a29f95188256228041f46

如需轉載請聯系原作者

無循環 JavaScript

循環

mapping

reducing

filtering

finding

總結

繼續閱讀

主流浏覽器四大綜合性能測試

JavaScript自學筆記【4】函數的聲明與調用目錄二、函數的聲明三、函數的調用

請求逾時VUE axios重新再次請求

nodejs微信開發---授權登入+擷取使用者資訊微信網頁授權

debian9更新4.9.0核心到4.19.2核心過程

Javascript建構Bingo卡片遊戲

JavaScript的那些坑之事件代理事件代理事件階段

javascript的for (var i in data)慎用javascript中的for (var i in data)謹慎用

tab滑鼠經過菜單切換

vue （vue2.0）使用總結(從大體結構總結)

vue搭建過程及出現問題

/\B(?=(?:\d{3})+$)/g 一條令人費解的正規表達式

适用于JavaScript的ECMAScript 2020規範向前發展

JS生成uuid的四種方法

layui多任務上傳添加進度條