一文搞懂JavaScript陣列的特性

前言

陣列是幾乎所有程式語言的基礎語法，JavaScript因為語法特性，之前缺少一些集合類物件，對陣列的使用就會更多一些，因此我們更需要理解陣列知識。
然而大部分人對陣列都已經非常熟悉了，所以本文將不會介紹陣列的基礎語法和用法，而是從JavaScript中陣列的一些特殊之處入手，透過這些少有特性的詳細介紹，加深我們對陣列的理解。

基本介紹

首先，作為開始，我們還是需要簡單介紹下JavaScript中的陣列，基本如下：

• 有序的資料集合，索引值從0開始遞增
• 擁有length長度屬性
• 陣列元素值可以是JavaScript中的任何型別
• 是動態的，可以增減元素
• 可以迴圈陣列元素，擁有一系列可操作的例項方法
• 支援元素為陣列的多維陣列
• 讀取元素以陣列名[索引值]的方式表示

以上就是對陣列的基礎介紹，大部分都很熟悉，接下來，我們就來看看陣列的一些特殊之處，

陣列型別和判斷

在JavaScript中，是沒有陣列這種資料型別的，所以陣列本質上是一種特殊的物件，它的型別值會返回 object，如下所示：

typeof [] // 'object'

由於返回的是 object 型別，就無法透過 typeof 語法判斷一個值或物件是否是陣列，得使用其他方式，才能正確的判斷陣列物件。

typeof的詳細知識，可見博文 typeof詳解。

判斷為陣列的方式

判斷一個物件是否為陣列，有不少種方式，但我們一般使用較多也就兩三種，而其中最正確有效的方式就兩種。

正確判斷方式

這兩種正確有效判斷陣列型別的方式如下：

• Array.isArray()
  ES6推出的語法，專門用於判斷物件型別是否為陣列，是則返回true，否則返回false，簡單好用。
• Object.prototype.toString.call()
  在ES6推出之前的JS語法中，一般使用這種方式來判斷陣列，除了陣列，它可以準確判斷出其他幾乎所有的JS資料型別。

Array.isArray([1, 2, 3]) // true
Object.prototype.toString.call([]) // '[object Array]'
Object.prototype.toString.call({}) // '[object Object]'

以上程式碼，就是這兩種有效方式的示例，都能準確有效的判斷。
當前的前端開發種，ES6語法基本普及的情況下，使用 Array.isArray() 將更方便。

其他方式介紹

除以上兩種以外，還有其他幾種基於原型鏈上的判斷方式，可用於判斷陣列，但這些方式都不夠準確：

• [] instanceof Array
  這裡使用instanceof運運算元表示給定值是否是陣列的例項。
• [].constructor === Array
  給定值的例項建構函式是否是陣列。
• Array.prototype.isPrototypeOf([])
  給定值的原型鏈上是否存在陣列。
• Object.getPrototypeOf([]) === Array.prototype
  給定值的原型物件是否等於陣列的原型物件。

這幾種方式本質上都比較類似，只不過由於原型鏈能夠被修改，所以這幾種方式並不推薦使用。
如使用 instanceof 判斷的方式：

[] instanceof Array // true
[] instanceof Object // true

以上程式碼，使用 instanceof 運運算元時，一個陣列例項屬於 Array 和 Object，都是成立的，因為Object在Array的原型鏈上。

陣列索引值和長度

陣列透過下標索引值進行元素值的讀取，必須要使用方括號才可以，否則無法讀取元素值。

const arr = [1, 2, 3]
arr[1] // 2
arr.1 // Uncaught SyntaxError: Unexpected number

以上程式碼，使用 arr.1 的寫法，就報了語法錯誤，因為JavaScript中單獨數字作為識別符號是不合法的。關於錯誤型別，可見博文js中的Error錯誤型別。

前面提到，陣列是一種特殊的物件，而object物件，是可以透過鍵名來讀取元素的，只不過陣列的鍵名只能是數字，所以當做識別符號讀取時報錯。而object物件如果使用數字作鍵名時，也無法透過識別符號來讀取：

const obj = { 1: 'hello' }
obj.1 // Uncaught SyntaxError: Unexpected number

如上程式碼所示，物件使用 obj.1 的方式讀取屬性，也是報同樣的錯誤。

索引值是字串

陣列使用方括號讀取元素值，而Object物件也能透過這樣的方法讀取屬性值，這樣就算物件的鍵名是數字也能正常讀取了：

const obj = { 1: 'hello', key: 'world' }
obj[1] // 'hello'
obj['key'] // 'world'

事實上，JavaScript中Object物件的鍵名均為字串型別，而陣列的型別又是object，所以它的索引值(鍵名)也可以使用字串。

const arr = [1, 2, 3]
arr['1'] // 2
arr['2'] // 3

以上程式碼，當使用 '1'、'2' 等字串時，也能正確讀取陣列的元素。

但需要注意的是，陣列的索引值，必須是能自動轉成正整數數字的值。如果是其他數值的時候，則需要注意。

索引值為小數、負數

如果陣列使用小數或者負數讀寫操作時，陣列是什麼一種表現呢，可以看下面的程式碼：

const arr = [1,2]
arr[-1] = 0
arr[2.0] = 5
arr[3.6] = 8
Array.isArray(arr) // true
arr // [1, 2, 5, -1: 0, 3.6: 8]
arr.length // 3
arr[-1] // 0
arr[3.6] // 0

以上程式碼所示：

• 使用小數 2.0，能自動轉換成正整數，所以可以作為陣列的第三個元素；
• 使用負數 -1 和無法自動轉換成正整數的小數 3.6，這兩種情況都作為了陣列的鍵值對的方式成為了陣列的屬性，但並不被包含在陣列元素中，因為陣列的length屬性為3，並不包含這兩個值。
• 負數 -1 和小數 3.6，都被當作字串在使用，同理，也可以使用 arr[true] = 50，這裡的bool值 true，也被當做了字串 'true'。

所以，負數或小數不能作為陣列的索引值，但可以被當做鍵值對的方式，作為陣列的屬性被讀寫。

索引值是字串等其他型別時

如果我們給陣列使用字串、布林值等其他型別的值作為下標索引時，這個時候和小數負數的表現類似。
就是把陣列用作了物件，這些型別的下標索引則都被當做了陣列物件的屬性在操作，可以正常讀寫，但不是陣列的元素，不計入陣列的length長度中。

const arr = [1]
arr['key'] = 0
arr['value'] = '是的'
arr.length // 1
arr // [1, key: 0, value: '是的']

以上程式碼，就體現了陣列屬於物件型別的特點，可以增加鍵值對的屬性。

索引與屬性

前文已經多次提到，陣列是一種特殊型別的物件，而陣列的這些特別之處很多都與物件有關。
另外，我們還需要知道的是，陣列的索引雖然可以像物件一樣，當做鍵名字串使用，但它們還是有所區別的。
陣列是按照數字的順序進行排列的集合，而物件的屬性名則是無序的。所以我們使用特殊鍵名(如字串、負數等)給陣列賦值時，這些值都不是陣列的元素，而是當做了物件的屬性。

length屬性

length是陣列的長度屬性，表示陣列元素的個數，但請注意，它不是隻讀，而是可寫的，即我們可以給陣列的length屬性賦值：

[].length = 3
// 陣列的長度被賦予為3

但有幾點要注意：

• 如果設定陣列的length值小於元素個數，則陣列會自動刪除所有大於length值的元素
• 如果設定陣列的length值大於元素個數，則陣列元素個數會自動增加到length值，並且新增的元素都是空位(返回undefined)
• 如果將陣列的length屬性設定為0，則會清空整個陣列，變為空陣列
• 陣列的length值必須為正整數(或可以自動轉換成正整數的值)，其他值都是不合法的，設定不合法值時會報錯。
  • 能自動轉換成正整數的值包含 2.0、''、true、false、'10' 等等這類

const arr = [1, 2]
arr.length = true
console.log(arr) // [1]

arr.length = -1 // VM307:1 Uncaught RangeError: Invalid array length

以上程式碼示例，
修改了陣列的length值為true，true可以轉換成1，陣列的長度就變為了1，元素被刪除了一個；
當設定陣列長度為負數的時候，報錯，無效的陣列長度。

另外，除了以上幾種情況，還有我們需要知道的一點就是，陣列有最大長度。

陣列的最大長度

JavaScript中的陣列能賦予的最大長度是32位的正整數，即 2**32 - 1 = 4294967295，從0計算，長度減1。
當我們給陣列設定的長度超過最大長度的值時，也會報無效長度的錯誤：

[].length = 4294967296 // Uncaught RangeError: Invalid array length

但如果我們使用超過最大長度的數字作為鍵名給陣列賦值的話，則仍然可以使用，如下程式碼所示：

const arr = []
arr[4294967296] = 1
arr // [4294967296: 1]

前面也有介紹過，這是由於陣列本質上是個物件，當使用超出最大長度範圍的數字時，這個數字會被當做陣列一個屬性的鍵名，並且可以自動轉成字串，這個時候它並不陣列的元素，也不計算在陣列的length屬性裡，和前文介紹索引值時一樣。

建立陣列的三種方式

當前JS中，建立陣列大致有三種方式：陣列字面量語法、Array建構函式、Array.of()。

陣列字面量語法

字面量語法建立陣列，是JavaScript中最常用的一種方式，由於方便簡單，大部分程式碼都會使用它。

const arr1 = [] // 建立一個空陣列
const arr2 = [1, 2, true, null, 'hello'] // 給定陣列的元素
console.log(arr2) // [1, 2, true, null, 'hello']

以上程式碼，就是使用了字面量語法建立陣列，如果不給元素值就會建立一個空陣列。
需要了解的是，陣列字面量語法其實也是基於對Array建構函式的一種簡化使用。

Array建構函式

Array物件本身是JavaScript的一個內建物件，它是 function 型別，能當做建構函式使用，這與大多數內建物件一樣，是否使用 new 運運算元都可以。
因此，我們透過呼叫 Array() 或 new Array()，就能建立陣列物件。陣列建構函式可以使用多種形式的可選引數，只不過依據引數不同，結果會有一定差異。

1. 不傳引數時，返回一個空陣列

Array() // []

2. 只傳入一個引數時，表現不太一致

• 當引數為0時，建立一個空陣列

Array(0) // []

• 當引數是單個正整數時，將建立一個length長度為該引數數值的陣列，並且所有陣列元素都是空位(返回undefined)

const arr = new Array(10)
arr.length // 10
arr[2] // undefined

• 當引數是非正整數，如負數、小數等等，則會報錯，無法建立陣列

Array(10.6) // Uncaught RangeError: Invalid array length
Array(-6) // Uncaught RangeError: Invalid array length

以上程式碼，小數和負數，都報無效陣列長度的錯誤。

但是，對於能自動轉換成整數的數字(小數位為0)，則可以正常建立陣列，如下程式碼所示：

const arr = new Array(10.0)
arr.length // 10
arr[2] // undefined

• 當引數是非數字的其他型別，如字串值、布林值、物件、陣列、函式、null、undefined等等，則該引數將會成為新陣列的第一個元素，陣列的length長度自然就是1。

Array('hello') // ['hello']
Array(true) //[true]
Array([30]) // [Array(1)]
Array(null) // [null]

• 只有一個引數的情況下，如果引數裡多了尾逗號，則會忽略，仍能正常建立陣列：

Array(0,) // []
Array(true,) // [true]

3. 傳入多個引數時

所有引數都會成為新陣列的元素，不論引數是什麼型別的值。

Array(1, 2) // [1, 2]
Array(1, 2, true, null, 'hello')  // [1, 2, true, null, 'hello']
Array(-1, 2.2, 3) // [-1, 2.2, 3]
Array(1, 2, 3,) // [1, 2, 3]

以上程式碼，
第三行，加了負數和小數，也能正常建立陣列；
第四行，引數裡多了一個尾逗號，但會被忽略。

Array.of()

Array.of(item…) 是ES6提供的一個陣列靜態方法，使用它同樣可以建立陣列。

該方法也提供了可選引數，但與Array建構函式的區別在於：Array.of() 的行為更一致，不論它的引數有幾個、是什麼型別，都會被當做新陣列的元素成員，當然如果不傳入引數，則會生成空陣列。包括負數和小數，也都會被當成元素，不會報錯。
比如，Array.of(5) 會建立只有一個成員(5)且長度為1的陣列，而 Array(5) 則是建立一個長度為5且元素皆是空位的陣列。

所以，Array.of方法彌補了Array建構函式引數差異導致的不足，除了字面量語法外，我們應該儘量用於替代Array建構函式。

Array.of() // []
Array.of(5) // [5]
Array.of(1, 2, true, null, 'hello') // [1, 2, true, null, 'hello']
Array.of(-1) // [-1]
Array.of(2.2, 0) // [2.2, 0]

從以上程式碼可以看出，當我們使用Array.of方法時，所有引數都作為了陣列的元素，這可以完全解決Array建構函式帶來的不一致問題。

空位(空元素)

空位是指陣列中某個逗號前面，沒有任何值，是空的，這樣的元素就是空元素，又叫空位。
空位在JavaScript的陣列中是允許存在的，並不會報語法錯誤或其他異常，陣列能正常使用，所以我們需要了解它的一些特性。

逗號後面沒有值，不產生空位，也不影響陣列。

我們先看一個空位的示例：

const arr1 = [,]
const arr2 = [1, , , 4]

以上程式碼，就是空位在陣列中的表現，其中arr1有1個空位，arr2在首尾兩個元素中間有2個空位。

空位作為陣列的一種特殊存在，它的一些基本表現如下：

• 空位是陣列的一個正常元素
• 空位會被計算進陣列的長度裡，即length屬性會包含空位
• 空位可以透過索引讀取，返回undefined。

const arr = [1, , , 4]
arr.length // 4
arr[2] // undefined

以上程式碼，定義了有2個空位的陣列，陣列長度不受影響，是4，讀取空位值時返回undefined。

除了以上這些特點以外，空位還有其他一些需要注意的地方。

delete

delete運運算元能夠刪除物件的屬性，那麼同樣可在陣列中使用它。
使用delete運運算元刪除陣列元素的時候，就會產生空位，元素表現也符合空位的特點。

const arr = ['a', 'b', 'c']
delete arr[1]
console.log(arr) // ['a', , 'c']

以上程式碼，使用delete刪除了陣列的第二個元素，就在這個位置形成了一個空位。

迴圈遍歷空位

空位是被當做一個正常的陣列元素，並被計算在length屬性裡的，所以當我們遍歷有空位的陣列的時候，需要小心，不然會產生一些不必要的問題。

針對空位遍歷時主要的一些注意點，總結如下：

• for、while、for-of三個迴圈語句，都會正常遍歷到空位，並輸出空位的值為undefined。
• for-in迴圈語句，則會直接跳過空位，不會遍歷空位。
• 陣列的例項方法裡面：
  • forEach、map、every、some、filter、reduce、flat，也都會直接跳過空位；
  • find、findIndex，則會讀取到空位，返回undefined。
  • indexOf、lastIndexOf、includes，無法讀取空位，因為空位啥也沒有。
• 當使用Object物件的keys、values、entries方法的時候，也是直接跳過空位。

const arr = [1, , , 4]
for (let i in arr) {
  console.log(i)
} // 跳過空位，輸出為 '0' 和 '3'
for (let i of arr) {
  console.log(i)
} // 讀取空位，輸出為 1 undefined undefined 4

arr.forEach((vl) => {
  console.log(vl)
}) // 跳過空位，輸出為 5 2

Object.keys(arr) // 也是跳過空位，輸出為 ['0', '3']

以上程式碼，就是遍歷時的部分示例，與上面總結的表現一致，for-of 能讀取空位，其他如 for-in、forEache、Object.keys 則直接跳過空位，不會遍歷輸出。

需要注意的是，空位在索引讀取、或者部分語法訪問的時候返回的undefined，但它並不等於undefined，空位所有的這些特點，undefined並沒有。如果遍歷的時候，undefined是陣列元素的話，那它在任何情況下都能讀取到。

陣列空位的字串輸出

另外，當陣列被當做字串輸出的時候，空位也有自己特有的輸出。

• 使用join() 和 toString() 方法的時候，空位元素輸出只有一個逗號。

[1, , , 4].join() // '1,,,4'
[1, , , 4].toString() // '1,,,4'

• 使用JSON.stringify() 方法的時候，空位輸出為 null 字串。

JSON.stringify([1, , , 4]) // '[1,null,null,4]'

in運運算元

in運運算元用於檢查物件的某個屬性鍵名是否存在，返回布林值，陣列屬於物件，所以也能適用。
陣列的鍵名就是索引值，我們使用陣列索引值判斷即可。

const arr = [1, 2, 3]
0 in arr // true
'2' in arr // true
3 in arr // false

以上程式碼，陣列有三個元素，索引值0-2，而3並不屬於、返回了false。
之前已有介紹物件鍵名是字串，陣列的索引值使用數字和字串都沒問題。

另外，就是對於陣列中的空位，in運運算元返回的是false：

const arr = [1, ,2]
0 in arr //true
1 in arr // false

以上程式碼，陣列的第二個元素是空元素，那它使用 in 判斷時，返回了false。

總結

本文我們主要講述的是陣列的特性，從型別、陣列判斷、索引值、length屬性、建立陣列的方式、建構函式、空位、in運運算元等幾個方面對陣列做了詳細的介紹，著重於陣列的特別之處。
透過這些內容知識，相信能夠讓我們更加深入的理解JavaScript中的陣列，為我們寫出更好的程式碼添磚加瓦。