深入瞭解 JavaScript 中的 for 迴圈

在ECMAScript5（簡稱 ES5）中，有三種 for 迴圈，分別是：

• 簡單for迴圈
• for-in
• forEach

在2015年6月份釋出的ECMAScript6（簡稱 ES6）中，新增了一種迴圈，是：

• for-of

下面我們就來看看這 4 種 for 迴圈。

簡單 for 迴圈

下面先來看看大家最常見的一種寫法：

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

當陣列長度在迴圈過程中不會改變時，我們應將陣列長度用變數儲存起來，這樣會獲得更好的效率，下面是改進的寫法：

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 來遍歷一遍陣列的內容，程式碼如下：

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

一般情況下，執行結果如下：

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

但這麼做往往會出現問題。

for-in 的真相

for-in 迴圈遍歷的是物件的屬性，而不是陣列的索引。因此， for-in 遍歷的物件便不侷限於陣列，還可以遍歷物件。例子如下：

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

結果如下：

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物件中的順序無關，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 中是一個物件， 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陣列。首先， Javascript 中的 Array 在記憶體上並不連續，其次， Array 的索引並不是指偏移量。實際上， Array 的索引也不是 Number 型別，而是 String 型別的。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 型別的 0 轉換成 String 型別的 “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 物件都有一個 length 的屬性，導致其表現地更像其他語言的陣列。但為什麼在遍歷 Array 物件的時候沒有輸出 length 這一條屬性呢？那是因為 for-in 只能遍歷“可列舉的屬性”， length 屬於不可列舉屬性，實際上， Array 物件還有許多其他不可列舉的屬性。

現在，我們再回過頭來看看用 for-in 來迴圈陣列的例子,我們修改一下前面遍歷陣列的例子：

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

執行結果是：

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

我們看到 for-in 迴圈訪問了我們新增的 “name” 屬性，因為 for-in 遍歷了物件的所有屬性，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 型別的，而是 String 型別的，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 物件中新增新的屬性，我們就可以只輸出陣列中的內容了呢？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 原型鏈上的所有可列舉的屬性。下面我們看個例子：

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]);
}

執行結果是：

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

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

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 迴圈則會遍歷 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。

為了避免重複勞動，我們可以包裝一下上面的程式碼：

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：

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

for-in 效能

正如上面所說，每次迭代操作會同時搜尋例項或者原型屬性， for-in 迴圈的每次迭代都會產生更多開銷，因此要比其他迴圈型別慢，一般速度為其他型別迴圈的 1/7。因此，除非明確需要迭代一個屬性數量未知的物件，否則應避免使用 for-in 迴圈。如果需要遍歷一個數量有限的已知屬性列表，使用其他迴圈會更快，比如下面的例子：

const obj = {
    "prop1": "value1",
    "prop2": "value2"
};

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

上面程式碼中，將物件的屬性都存入一個陣列中，相對於 for-in 查詢每一個屬性，該程式碼只關注給定的屬性，節省了迴圈的開銷和時間。

forEach

在 ES5 中，引入了新的迴圈，即 forEach 迴圈。

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

執行結果：

1
2
3

forEach 方法為陣列中含有有效值的每一項執行一次 callback 函式，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 函式會被依次傳入三個引數：

• 陣列當前項的值；
• 陣列當前項的索引；
• 陣列物件本身；

需要注意的是，forEach 遍歷的範圍在第一次呼叫 callback 前就會確定。呼叫forEach 後新增到陣列中的項不會被 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。

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);
});

執行結果：

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"]

這裡的 index 是 Number 型別，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，我們不需要專門地宣告 index 和遍歷的元素，因為這些都作為回撥函式的引數。

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

• every: 迴圈在第一次 return false 後返回
• some: 迴圈在第一次 return true 後返回
• filter: 返回一個新的陣列，該陣列內的元素滿足回撥函式
• map: 將原陣列中的元素處理後再返回
• reduce: 對陣列中的元素依次處理，將上次處理結果作為下次處理的輸入，最後得到最終結果。

forEach 效能

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。如果大家把測試程式碼放在控制檯的話，可能會得到不一樣的結果，主要原因是控制檯的執行環境與真實的程式碼執行環境有所區別。

for-of

先來看個例子：

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

執行結果是：

a
b
c

為什麼要引進 for-of？

要回答這個問題，我們先來看看ES6之前的 3 種 for 迴圈有什麼缺陷：

• forEach 不能 break 和 return；
• for-in 缺點更加明顯，它不僅遍歷陣列中的元素，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，遍歷陣列元素的順序可能是隨機的。

所以，鑑於以上種種缺陷，我們需要改進原先的 for 迴圈。但 ES6 不會破壞你已經寫好的 JS 程式碼。目前，成千上萬的 Web 網站依賴 for-in 迴圈，其中一些網站甚至將其用於陣列遍歷。如果想通過修正 for-in 迴圈增加陣列遍歷支援會讓這一切變得更加混亂，因此，標準委員會在 ES6 中增加了一種新的迴圈語法來解決目前的問題，即 for-of 。

那 for-of 到底可以幹什麼呢？

• 跟 forEach 相比，可以正確響應 break, continue, return。
• for-of 迴圈不僅支援陣列，還支援大多數類陣列物件，例如 DOM nodelist 物件。
• for-of 迴圈也支援字串遍歷，它將字串視為一系列 Unicode 字元來進行遍歷。
• for-of 也支援 Map 和 Set （兩者均為 ES6 中新增的型別）物件遍歷。

總結一下，for-of 迴圈有以下幾個特徵：

• 這是最簡潔、最直接的遍歷陣列元素的語法。
• 這個方法避開了 for-in 迴圈的所有缺陷。
• 與 forEach 不同的是，它可以正確響應 break、continue 和 return 語句。
• 其不僅可以遍歷陣列，還可以遍歷類陣列物件和其他可迭代物件。

但需要注意的是，for-of迴圈不支援普通物件，但如果你想迭代一個物件的屬性，你可以用
for-in 迴圈（這也是它的本職工作）。

最後要說的是，ES6 引進的另一個方式也能實現遍歷陣列的值，那就是 Iterator。上個例子：

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 }

不過，這個內容超出了本文的範圍，而且 Iterator 要講的也有很多，以後有時間專門寫一篇文章介紹，歡迎關注。