關於陣列或物件遍歷，相信很多人都沒有深入觀察過執行效率。這是一個曾在群裡吵翻天的話題，讀懂後你將成為遍歷效率話題的大師。
關於
- 我的部落格：louis blog
- SF專欄：路易斯前端深度課
- 原文連結：詳解JS遍歷
導讀
遍歷陣列或物件是一名程式設計師的基本素養之一. 然而遍歷卻不是一件簡單的事, 優秀的程式設計師知道怎麼去選擇合適的遍歷方法, 優化遍歷效率. 本篇將帶你走進JavaScript遍歷的世界, 享受分析JS迴圈的快感. 本篇所有程式碼都可以直接執行, 希望您通讀本篇後, 不止是瀏覽, 最好是親手去實踐下.
概述
js有如下兩種資料需要經常遍歷
- 陣列(Array)
- 物件(Object)
同時又提供瞭如下8種方法方便我們遍歷元素
- for
- while(或do~while)
- forEach
- for in
- $.each
- $(selecter).each
- map
- every
最終我們將分析遍歷效率選出最佳遍歷選手.
本文將針對如下兩種資料進行詳細的分析和舉慄. 下面舉慄中如果不加特殊說明將會用到如下資料.
var array = ["囚徒","過客","領袖"];//職場3種人
var o = {0:"linda",1:"style",2:"nick",length:3};複製程式碼for
語法: for(初始化; 迴圈執行條件; 每遍歷一個元素後做的事情;){}
(function(){//迴圈置於閉包之內
for(var i=0,length=array.length;i<length;i++){//快取陣列長度
console.log(array[i]);//內部方法若有可能相互影響,也要置於閉包之內
}
})();複製程式碼for迴圈只能遍歷陣列, 不能遍歷物件. 寫for迴圈時有兩點需要注意.
- 其一, 為了避免遍歷時執行多遍計算陣列長度的操作, 影響效率, 建議在迴圈開始以變數的形式快取下陣列長度, 若在迴圈內部有可能改變陣列長度, 請務必慎重處理, 避免陣列越界.
- JavaScript中並沒有類似java的塊級作用域, for迴圈內部定義的變數會直接暴露在外(如 i,迴圈退出後,i變數將等於陣列長度, 後續程式碼將能訪問到 i 變數的值), 因此建議將for迴圈置於閉包內. 特別要注意的是: 如果在迴圈內部, 前一個元素的遍歷有可能影響到後一個元素的遍歷, 那麼for迴圈內部方法也需要置於閉包之內.
do/while
語法: do{…}while(true);
do while
(function() {
var i = 0,
len = array.length;
do {
if (i == 2) {
break; // 迴圈被終止, 此處如果是continue就會造成迴圈無法退出
};
console.log(`array[`+ i +`]:` + array[i]);
i++;//此句建議放置迴圈while頭部
} while(i<len);
})();複製程式碼do/while的語法簡化了迴圈的實現, 只保留對迴圈條件的判斷, 所以我們要在迴圈內部構造出迴圈退出的條件, 否則有可能造成死迴圈. 特別要注意的是: 使用 continue 跳出本次遍歷時, 要保證迴圈能夠自動進入到下一次遍歷, 因此保證迴圈走到下一次遍歷的語句需要放到 continue 前面執行, 建議置於迴圈頭部.(如上, i++ 語句最好放置迴圈頭部)
do/while 迴圈與for迴圈大體差不多,只支援陣列遍歷, 多用於對迴圈退出條件不是很明確的場景. 一般來說不建議使用這種方式遍歷陣列.
forEach
語法: array.forEach(function(item){}), 引數item表示陣列每一項的元素
array.forEach(function(item){
if(item=="囚徒")
return;//這裡只能使用return跳過當前元素處理
console.log(item);
});複製程式碼forEach回撥function預設有三個引數: item, index, array.
使用forEach迴圈有幾點需要特別注意:
- forEach無法遍歷物件
- forEach無法在IE中使用，只是在firefox和chrome中實現了該方法
- forEach無法使用break，continue跳出迴圈，使用return時，效果和在for迴圈中使用continue一致
for in
語法: for(var item in array){}
for(var item in array){
console.log(item);
}//0 1 2
for(var item in o){
console.log(item);
}//0 1 2 length複製程式碼for in 可用於遍歷陣列和物件, 但它輸出的只是陣列的索引和物件的key, 我們可以通過索引和key取到對應的值. 如下:
for(var item in array){
console.log(array[item]);
}//"囚徒" "過客" "領袖"
for(var item in o){
console.log(o[item]);
}//"linda" "style" "nick" "length"複製程式碼$.each
語法: $.each(array|o, function(i, ele){}) 支援陣列和物件
$.each(array, function(i, ele){
console.log(i,ele,this==ele);
});
//0 "囚徒" true
//1 "過客" true
//2 "領袖" true
$.each(o, function(i, ele){
console.log(i,ele,this==ele);
});
//0 "linda" true
//1 "style" true
//2 "nick" true複製程式碼這裡我們注意到 this物件 指向當前屬性的值,這是因為:
參考jQuery api:
$.each()方法會迭代jQuery物件中的每一個DOM元素。每次回撥函式執行時，會傳遞當前迴圈次數作為引數(從0開始計數)。更重要的是，回撥函式是在當前DOM元素為上下文的語境中觸發的。因此關鍵字this總是指向這個元素。
同時,上述遍歷時, o 物件的屬性中有一個length屬性並沒有被輸出. 這是為什麼呢? 請耐心往下看.
首先, 我們來看看遍歷物件o時, 當前的this物件到底是什麼?
$.each(o, function(i, ele){
if(this=="linda"){//我們隨機選取第一個屬性
console.log(this,this==ele);
$.each(this, function(e, ele2) {
console.log(e, ele2);
});
}
});
//String {0: "l", 1: "i", 2: "n", 3: "d", 4: "a", length: 5, [[PrimitiveValue]]: "linda"} true
//0 "l"
//1 "i"
//2 "n"
//3 "d"
//4 "a"複製程式碼我們發現, this物件等於回撥函式的第二個形參. 且它的 length 屬性和 [[PrimitiveValue]] 屬性並沒有被列印出來, 為此我們來檢視下length的內部屬性.
$.each(o, function(i, ele){
if(this=="linda")//我們還是隨機選取第一個屬性(這還是隨機嗎?)
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(this, `length`));
});
//Object {value: 5, writable: false, enumerable: false, configurable: false}複製程式碼可見, this物件的length屬性的 enumerable 屬性被設定成了false, 這表示該物件不能被列舉或遍歷, 同時還不能被配置(configurable: false), 也不能被賦值(writable: false).
此時, 前面遍歷 o 物件時,它的 length 屬性沒有被列印出來的疑問似乎有解了. 讓我們來看看 o.length 的內部屬性吧.
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(o, `length`));
//Object {value: 3, writable: true, enumerable: true, configurable: true}複製程式碼o.length 值為3, 可賦值, 可列舉, 可配置. 這可不對, 剛剛不是說 enumerable 屬性被設定成了false 才不會被遍歷嗎. 現在該值為 true, 並且還不可遍歷. 這不合常理, 自然該有別的原因. 我們接著往下看.
var o = {0:"linda",1:"style",2:"nick",length:1}; // 試著改變length的值
$.each(o, function(i, ele){//再遍歷一次
console.log(i,ele);
});
//0 "linda"
var o = {0:"linda",1:"style",2:"nick",length:5}; // 堅持改變length的值
$.each(o, function(i, ele){//再遍歷一次
console.log(i,ele);
});
// 0 linda
// 1 style
// 2 nick
// length 5
var o = {0:"linda",1:"style",2:"nick"}; // 試試去掉length屬性
$.each(o, function(i, ele){//再遍歷一次
console.log(i,ele);
});
// 0 linda
// 1 style
// 2 nick複製程式碼現象明瞭, 結合jquery原始碼, 當物件中存在length屬性時, $.each 內部使用for迴圈去遍歷物件, 否則它將使用for in迴圈去遍歷, 因此$.each遍歷物件遵循如下規律:
- 如果物件中存在 length 屬性, 遍歷深度以length屬性為準, 即length多大, 遍歷多少個元素.
- 如果物件中不存在 length 屬性, 遍歷深度以實際內部屬性個數為準.
不僅如此, $.each的具體使用過程中還有以下幾點需要注意:
- 使用
return或者return true為跳過一個元素，繼續執行後面的迴圈; - 使用
return false為終止迴圈的執行, 這是因為在 jquery.each 中, 若返回值指定為false, 才跳出迴圈, 如果感興趣請翻看 jquery.each 原始碼; - 無法使用 break 與 continue 來跳過迴圈.
$(selecter).each
語法: $(selecter|array|o).each(function(i, ele){}) 支援陣列和物件, 該方法基本上與$.each方法相同.
$(`div`).each(function(i,ele){
console.log(this,i,this == ele);
});
//dom... 0 dom.... true
$(array).each(function(i,ele){//處理陣列
if(this == "領袖")
console.log(this,i,this == ele);
});
//String {0: "領", 1: "袖", length: 2, [[PrimitiveValue]]: "領袖"} 2 true
$(o).each(function(i,ele){//處理物件
if(this == "nick")
console.log(this,i,this == ele);
});
//String {0: "n", 1: "i", 2: "c", 3: "k", length: 4, [[PrimitiveValue]]: "nick"} 2 true複製程式碼dom表示div元素, 由於this恆等ele, 說明this也表示div元素, 所以this並不是jquery物件, 而是普通的DOM物件(可以在this上隨意使用DOM方法). 使用$(selecter).each方法,請注意以下幾點:
- i: 即序列值 ele: 表示當前被遍歷的DOM元素
- this 表示當前被遍歷的DOM元素，不能呼叫jQuery方法, 如需呼叫jquery方法需要用$符號包裹.如, $(this)
map
即 Array.prototype.map,該方法只支援陣列
語法: array.map(callback[,thisArg]) map方法使用其提供函式的每次返回結果生成一個新的陣列.
var array = [1, 4, 9];
var roots = array.map(Math.sqrt);//map包裹方法名
// roots is now [1, 2, 3], array is still [1, 4, 9]
var array = [1, 4, 9];
var doubles = array.map(function(num) {//map包裹方法實體
return num * 2;
});
// doubles is now [2, 8, 18]. array is still [1, 4, 9]複製程式碼實際上,由於map方法被設計成支援 [鴨式辨型][] , 該方法也可以用來處理形似陣列的物件, 例如 NodeList.
var elems = document.querySelectorAll(`select option:checked`);
var values = Array.prototype.map.call(elems, function(obj) {
return obj.value;
});複製程式碼甚至還可以用來處理字串, 如下:
var map = Array.prototype.map;
var array = map.call(`Hello 中國`, function(x) {
return x.charCodeAt(0);
});
console.log(array);
//[72, 101, 108, 108, 111, 32, 20013, 22269]複製程式碼map處理字串的方式多種多樣, 例如 反轉等.
var str = `12345`;
var output = Array.prototype.map.call(str, function(x) {
return x;
}).reverse().join(``);
console.log(output);//54321複製程式碼例如 將字串陣列轉換為數字陣列, 只需一條語句, 如下:
console.log([`1`, `2`, `3`].map(Number));//[1,2,3]複製程式碼目前map方法被大部分瀏覽器支援, 除了IE 6,7,8.
every
即 Array.prototype.every, 該方法同上述map方法也只支援陣列
語法: arr.every(callback[, thisArg]) every 方法用於檢驗陣列中的每一項是否符合某個條件, 若符合則放回true, 反之則返回false.
function isBigEnough(element, index, array) {
return element >= 10;
}
[12, 5, 8, 130, 44].every(isBigEnough); // false
[12, 54, 18, 130, 44].every(isBigEnough); // true複製程式碼該方法還有簡寫方式, 如下:
[12, 5, 8, 130, 44].every(elem => elem >= 10); // false
[12, 54, 18, 130, 44].every(elem => elem >= 10); // true複製程式碼以上, 遍歷陣列和物件的8種方法簡單的介紹完, 小結如下:
- for in , $.each , $().each 既支援物件也支援陣列遍歷;
- for , do/while , forEach 只支援陣列;
- Array.prototype.map, Array.prototype.every 只支援陣列和形似陣列的物件;
- forEach不能退出迴圈,只能通過return來進入到下一個元素的遍歷中(相當於for迴圈的continue), 且在IE沒有實現該方法;
- $.each和$().each迴圈只能通過return false 來退出迴圈, 使用return 或 return true 將跳過一個元素, 繼續執行後面的迴圈.
測試各方法效率
下面我們來測試下上述方法的效率.
注: array陣列預設為空, 依次賦值陣列長度為1 000 000, 10 000 000, 100 000 000, 分別在 Chrome, Firefox, Safari 瀏覽器上進行兩輪測試, 取測試時間平均值作為比較物件, 時間單位為ms. 如下是測試程式碼:
var array = [],
length = array.length = 10000000;//(一千萬)
//for(var i=0;i<length;i++){
// array[i] = `louis`;
//}
console.log(array[0]);
//-------------------------for
var t1 = +new Date();
for(var i=0;i<length;i++){
}
var t2 = +new Date();
console.log(`for:` + (t2-t1));
//-------------------------do/while
var t1 = +new Date();
var i = 0;
do {
i++;
} while(i<length);
var t2 = +new Date();
console.log(`do while:` + (t2-t1));
//-------------------------forEach
var t1 = +new Date();
array.forEach(function(item){
});
var t2 = +new Date();
console.log(`forEach:` + (t2-t1));
//-------------------------for in
var t1 = +new Date();
for(var item in array){
}
var t2 = +new Date();
console.log(`for in:` + (t2-t1));
//------------------------- $.each
var t1 = +new Date();
$.each(array, function(i, ele){
});
var t2 = +new Date();
console.log(`$.each:` + (t2-t1));
//-------------------------$().each
var t1 = +new Date();
$(array).each(function(i,ele){
});
var t2 = +new Date();
console.log(`$(ele).each:` + (t2-t1));
//-------------------------map
var t1 = +new Date();
array.map(function(num){
});
var t2 = +new Date();
console.log(`map:` + (t2-t1));
//-------------------------every
var t1 = +new Date();
array.every(function(e,i,arr){
});
var t2 = +new Date();
console.log(`every:` + (t2-t1));複製程式碼測試機器正常執行 IDE, 編輯器, 瀏覽器, qq, 微信等常用應用, 系統空閒. 硬體裝置如下:
- 作業系統: OSX EI Capitan 版本 10.11.5
- MacBook Pro（13 英寸，2015 年初期）
- 處理器: 2.7 GHz Intel Core i5
- 記憶體: 8 GB 1867 MHz DDR3
以上多輪測試結果彙總如下三張表(單位:ms):
陣列長度為10^6
| 陣列長度為10^6 | chrome 52.0.2743.116 (64-bit) | Firefox Developer Edition 49.0a2 (2016-08-01) | Safari 9.1.1 (11601.6.17) |
|---|---|---|---|
| for | (16+19)/2 = 17.5 | (6+7)/2 = 6.5 | (6+7)/2 = 6.5 |
| do while | (24+17)/2 = 20.5 | (7+5)/2 = 6 | (5+5)/2 = 5 |
| for in | (19+28)/2 = 23.5 | (0+0)/2 = 0 | (0+0)/2 = 0 |
| forEach | (41+28)/2 = 34.5 | (4+4)/2 = 4 | (31+29)/2 = 30 |
| map | (26+32)/2 = 28 | (4+4)/2 = 4 | (32+26)/2 = 28 |
| every | (22+24)/2 = 23 | (4+5)/2 = 4.5 | (41+45)/2 = 43 |
| $.each | (29+27)/2 = 28 | (306+311)/2 = 308.5 | (111+97)/2 = 104 |
| $(e).each | (94+98)/2 = 96 | (484+488)/2 = 486 | (79+64)/2 = 71.5 |
陣列長度為10^7
| 陣列長度為10^7 | chrome 52.0.2743.116 (64-bit) | Firefox Developer Edition 49.0a2 (2016-08-01) | Safari 9.1.1 (11601.6.17) |
|---|---|---|---|
| for | (164+161)/2 = 162.5 | (26+30)/2 = 28 | (30+31)/2 = 30.5 |
| do while | (163+157)/2 = 160 | (27+25)/2 = 26 | (28+27)/2 = 27.5 |
| for in | (78+86)/2 = 82 | (0+0)/2 = 0 | (0+0)/2 = 0 |
| forEach | (211+205)/2 = 208 | (31+30)/2 = 30.5 | (291+289)/2 = 290 |
| map | (349+282)/2 = 315.5 | (24+22)/2 = 23 | (259+260)/2 = 259.5 |
| every | (221+219)/2 = 220 | (24+24)/2 = 24 | (251+257)/2 = 254 |
| $.each | (210+215)/2 = 212.5 | (2868+2789)/2 = 2828.5 | (699+724)/2 = 711.5 |
| $(e).each | (730+669)/2 = 699.5 | (4674+4722)/2 = 4698 | (523+546)/2 = 534.5 |
陣列長度為10^8
| 陣列長度為10^8 | chrome 52.0.2743.116 (64-bit) | Firefox Developer Edition 49.0a2 (2016-08-01) | Safari 9.1.1 (11601.6.17) |
|---|---|---|---|
| for | (1486+1583)/2 = 1534.5 | (222+238)/2 = 230 | (261+251)/2 = 256 |
| do while | (1548+1608)/2 = 1578 | (236+247)/2 = 241.5 | (272+265)/2 = 268.5 |
| for in | (0+0)/2 = 0 | (0+0)/2 = 0 | (0+0)/2 = 0 |
| forEach | (25838+22307)/2 = 24072.5 | (212+209)/2 = 210.5 | (2565+2568)/2 = 2566.5 |
| map | (23795+22787)/2 = 23291 | (215+206)/2 = 210.5 | (2556+2573)/2 = 2564.5 |
| every | (22393+22378)/2 = 22385.5 | (212+215)/2 = 213.5 | (2550+2548)/2 = 2549 |
| $.each | (14523+14776)/2 = 14649.5 | (28007+27698)/2 = 27852.5 | (7109+7156)/2 = 7132.5 |
| $(e).each | chrome 奔潰了… | (49352+49530)/2 = 49441 | (5505+4616)/2 = 5060.5 |
綜上, 我們發現for in 迴圈的效能不穩定, 猜測它可能沒有進入迴圈. 因此將陣列各元素進行如下賦值. 重新進行如下兩輪測試.
var array = [],
length = array.length = 1000000;
for(var i=0;i<length;i++){
array[i] = `louis`;
}複製程式碼陣列賦值後, 陣列長度為10^6
| 陣列長度為10^6 | chrome 52.0.2743.116 (64-bit) | Firefox Developer Edition 49.0a2 (2016-08-01) | Safari 9.1.1 (11601.6.17) |
|---|---|---|---|
| for | (21+22)/2 = 21.5 | (8+10)/2 = 9 | (6+5)/2 = 5.5 |
| do while | (22+19)/2 = 20.5 | (6+6)/2 = 6 | (6+5)/2 = 5.5 |
| for in | (178+184)/2 = 181 | (318+268)/2 = 293 | (413+464)/2 = 438.5 |
| forEach | (42+45)/2 = 43.5 | (4+4)/2 = 4 | (21+24)/2 = 22.5 |
| map | (137+153)/2 = 145 | (9+8)/2 = 8.5 | (38+43)/2 = 40.5 |
| every | (0+0)/2 = 0 | (0+0)/2 = 0 | (0+0)/2 = 0 |
| $.each | (85+84)/2 = 84.5 | (15+19)/2 = 17 | (37+25)/2 = 31 |
| $(e).each | (81+83)/2 = 82 | (34+31)/2 = 32.5 | (37+46)/2 = 41.5 |
陣列賦值後, 陣列長度為10^7
| 陣列長度為10^7 | chrome 52.0.2743.116 (64-bit) | Firefox Developer Edition 49.0a2 (2016-08-01) | Safari 9.1.1 (11601.6.17) |
|---|---|---|---|
| for | (171+157)/2 = 164 | (27+26)/2 = 26.5 | (26+28)/2 = 27 |
| do while | (168+158)/2 = 163 | (27+27)/2 = 27 | (28+29)/2 = 28.5 |
| for in | (1469+1715)/2 = 1592 | (2922+3123)/2 = 3022.5 | (5755+5742)/2 = 5748.5 |
| forEach | (347+329)/2 = 338 | (32+36)/2 = 34 | (171+174)/2 = 172.5 |
| map | (1320+1335)/2 = 1327.5 | (147+137)/2 = 142 | (448+469)/2 = 458.5 |
| every | (0+0)/2 = 0 | (0+0)/2 = 0 | (0+0)/2 = 0 |
| $.each | (438+441)/2 = 439.5 | (142+141)/2 = 141.5 | (254+248)/2 = 251 |
| $(e).each | (876+935)/2 = 905.5 | (315+328)/2 = 321.5 | (450+402)/2 = 426 |
可見, 對陣列進行賦值後, 程式碼執行基本穩定.(every還不清楚為什麼執行時間為0.歡迎大神告知原因.)
分析總結
通過以上 30 次執行測試(實際上為了得到比較穩定的資料, 擯棄了許多異常的測試資料), 我們發現在陣列長度為10^6, 10^7, 10^8 時, 程式碼執行基本穩定. 各方法執行需要的時間大致排序如下:
for ~= do while < forEach ~= map ~= every < $.each < $(e).each < for in
根據統計資料, 可得這8個方法的執行速度大致排序為:
- for 與 do while
- forEach map every (這3個不相上下,可認為執行速度差不多)
- $.each
- $(e).each
- for in
我們翻看jquery程式碼就會知道, $.each方法內部通過呼叫for迴圈來實現, 而$().each是先用jquery包裹陣列物件, 然後再呼叫for迴圈, 因此後者效率略低於前者.
綜上, 最佳遍歷選手是 for/do while迴圈, 推薦大家優先考慮使用它. ( Firefox瀏覽器由於對forEach迴圈做了底層優化, 效率接近native,不在我們考慮範圍內 ).
基於測試結果的兩點思考
- 從測試資料上猜測, Firefox 與 Safari 似乎對於 for, do while 等都進行了底層優化. 迴圈執行效率明顯優於Chrome.
- 每次瀏覽器執行到 for in 迴圈處, 便會出現卡頓, 猜測瀏覽器可能正在預載入迴圈所需資源（後續我將專門分析此處）.
想要進一步優化迴圈效率, 推薦您閱讀下篇 《詳解JS作用域鏈及閉包》.
宣告: 本文所有資料均為單機測試, 難免存在誤差, 如果發現本文測試資料不對之處, 歡迎批評斧正.
本文就討論這麼多內容,大家有什麼問題或好的想法歡迎在下方參與留言和評論.
本文作者: louis
本文連結: louiszhai.github.io/2015/12/18/…
參考文章