对象允许存储键值集合,这很好。但很多时候我们发现还需要 有序集合,里面的元素都是按顺序排列的。例如,我们可能需要存储一些列表,比如用户、商品以及 HTML 元素等。这里使用对象就不是很方便了,因为对象不能提供能够管理元素顺序的方法。我们不能在已有的元素“之间”插入一个新的属性。这种场景下对象就不太适用了。这时一个特殊的数据结构数组(Array)就派上用场了,它能存储有序的集合。
1.1 声明:
创建一个空数组有两种语法:
let arr = new Array();
let arr = [];
let fruits = ["Apple", "Orange", "Plum"];
数组元素从 0 开始编号。
我们可以通过方括号中的数字获取元素:
let fruits = ["Apple", "Orange", "Plum"];
alert( fruits[0] ); // Apple
alert( fruits[1] ); // Orange
alert( fruits[2] ); // Plum
可以替换元素:
fruits[2] = 'Pear'; // 现在变成了 ["Apple", "Orange", "Pear"]
……或者向数组新加一个元素:
fruits[3] = 'Lemon'; // 现在变成 ["Apple", "Orange", "Pear", "Lemon"]
length 属性的值是数组中元素的总个数:
let fruits = ["Apple", "Orange", "Plum"];
alert( fruits.length ); // 3
也可以用 console来显示整个数组。
let fruits = ["Apple", "Orange", "Plum"];
console.log( fruits ); // Apple,Orange,Plum
数组可以存储任何类型的元素。
// 混合值
let arr = [ 'Apple', { name: 'John' }, true, function() { alert('hello'); } ];
// 获取索引为 1 的对象然后显示它的 name
alert( arr[1].name ); // John
// 获取索引为 3 的函数并执行
arr[3](); // hello
**注意:**以逗号结尾
数组就像对象一样,可以以逗号结尾:
let fruits = [
"Apple",
"Orange",
"Plum",
];
因为每一行都是相似的,所以这种以“逗号结尾”的方式使得插入/移除项变得更加简单。
1.2 使用 “at” 获取最后一个元素
最近新增的特性
这是一个最近添加到 JavaScript 的特性。 旧式浏览器可能需要 polyfills.
假设我们想要数组的最后一个元素。
一些编程语言允许我们使用负数索引来实现这一点,例如 fruits[-1]。
但在 JavaScript 中这行不通。结果将是 undefined,因为方括号中的索引是被按照其字面意思处理的。
我们可以显式地计算最后一个元素的索引,然后访问它:fruits[fruits.length - 1]。
let fruits = ["Apple", "Orange", "Plum"];
alert( fruits[fruits.length-1] ); // Plum
有点麻烦,不是吗?我们需要写两次变量名。幸运的是,这里有一个更简短的语法 fruits.at(-1):
// 与 fruits[fruits.length-1] 相同
alert( fruits.at(-1) ); // Plum
换句话说,arr.at(i):
如果 i >= 0,则与 arr[i] 完全相同。
对于 i 为负数的情况,它则从数组的尾部向前数。
1.3 pop/push, shift/unshift 方法
队列(queue)是最常见的使用数组的方法之一。在计算机科学中,这表示支持两个操作的一个有序元素的集合:
push 在末端添加一个元素.
shift 取出队列首端的一个元素,整个队列往前移,这样原先排第二的元素现在排在了第一。
队列的应用在实践中经常会碰到。例如需要在屏幕上显示消息队列。
数组还有另一个用例,就是数据结构 栈。
它支持两种操作:
push 在末端添加一个元素.
pop 从末端取出一个元素.
所以新元素的添加和取出都是从“末端”开始的。
对于栈来说,最后放进去的内容是最先接收的,也叫做 LIFO(Last-In-First-Out),即后进先出法则。
而与队列相对应的叫做 FIFO(First-In-First-Out),即先进先出。
JavaScript 中的数组既可以用作队列,也可以用作栈。它们允许你从首端/末端来添加/删除元素。
这在计算机科学中,允许这样的操作的数据结构被称为 双端队列(deque)。
1.3.1 作用于数组末端的方法:
1.pop:取出并返回数组的最后一个元素:会修改原数组
let fruits = ["Apple", "Orange", "Pear"];
alert( fruits.pop() ); // 移除 "Pear" 然后 alert 显示出来
alert( fruits ); // Apple, Orange
fruits.pop() 和 fruits.at(-1) 都返回数组的最后一个元素,
但 fruits.pop() 同时也删除了数组的最后一个元素,进而修改了原数组。
2.push:在数组末端添加元素:
let fruits = ["Apple", "Orange"];
fruits.push("Pear");
alert( fruits ); // Apple, Orange, Pear
调用 fruits.push(…) 与 fruits[fruits.length] = … 是一样的。或者使用新的扩展运算符**…**进行数组的添加
1.3.2 作用于数组首端的方法:
1.shift:取出数组的第一个元素并返回它:
let fruits = ["Apple", "Orange", "Pear"];
alert( fruits.shift() ); // 移除 Apple 然后 alert 显示出来
alert( fruits ); // Orange, Pear
2.unshift 在数组的首端添加元素:
let fruits = ["Orange", "Pear"];
fruits.unshift('Apple');
alert( fruits ); // Apple, Orange, Pear
3.push 和 unshift 方法都可以一次添加多个元素:
let fruits = ["Apple"];
fruits.push("Orange", "Peach");
fruits.unshift("Pineapple", "Lemon");
// ["Pineapple", "Lemon", "Apple", "Orange", "Peach"]
alert( fruits );
1.4 内部
数组是一种特殊的对象。使用方括号来访问属性 arr[0] 实际上是来自于对象的语法。它其实与 obj[key] 相同,其中 arr 是对象,而数字用作键(key)。
它们扩展了对象,提供了特殊的方法来处理有序的数据集合以及 length 属性。但从本质上讲,它仍然是一个对象。
记住,在 JavaScript 中只有 8 种基本的数据类型。数组是一个对象,因此其行为也像一个对象。
例如,它是通过引用来复制的:
let fruits = ["Banana"]
let arr = fruits; // 通过引用复制 (两个变量引用的是相同的数组)
alert( arr === fruits ); // true
arr.push("Pear"); // 通过引用修改数组
alert( fruits ); // Banana, Pear — 现在有 2 项了
但是数组真正特殊的是它们的内部实现。JavaScript 引擎尝试把这些元素一个接一个地存储在连续的内存区域,就像本章的插图显示的一样,而且还有一些其它的优化,以使数组运行得非常快。
但是,如果我们不像“有序集合”那样使用数组,而是像常规对象那样使用数组,这些就都不生效了。
例如,从技术上讲,我们可以这样做:
let fruits = []; // 创建一个数组
fruits[99999] = 5; // 分配索引远大于数组长度的属性
fruits.age = 25; // 创建一个具有任意名称的属性
这是可以的,因为数组是基于对象的。我们可以给它们添加任何属性。
但是 Javascript 引擎会发现,我们在像使用常规对象一样使用数组,那么针对数组的优化就不再适用了,然后对应的优化就会被关闭,这些优化所带来的优势也就荡然无存了。
数组误用的几种方式:
添加一个非数字的属性,比如 arr.test = 5。
制造空洞,比如:添加 arr[0],然后添加 arr[1000] (它们中间什么都没有)。
以倒序填充数组,比如 arr[1000],arr[999] 等等。
请将数组视为作用于 有序数据 的特殊结构。它们为此提供了特殊的方法。数组在 JavaScript 引擎内部是经过特殊调整的,使得更好地作用于连续的有序数据,所以请以正确的方式使用数组。如果你需要任意键值,那很有可能实际上你需要的是常规对象 {}。
1.5 性能:
push/pop 方法运行的比较快,而 shift/unshift 比较慢。
为什么作用于数组的末端会比首端快呢?让我们看看在执行期间都发生了什么:
fruits.shift(); // 从首端取出一个元素
只获取并移除索引 0 对应的元素是不够的。其它元素也需要被重新编号。
shift 操作必须做三件事:
1.移除索引为 0 的元素。
2.把所有的元素向左移动,把索引 1 改成 0,2 改成 1 以此类推,对其重新编号。
3.更新 length 属性。
数组里的元素越多,移动它们就要花越多的时间,也就意味着越多的内存操作。
unshift 也是一样:为了在数组的首端添加元素,我们首先需要将现有的元素向右移动,增加它们的索引值。
那 push/pop 是什么样的呢?它们不需要移动任何东西。如果从末端移除一个元素,pop 方法只需要清理索引值并缩短 length 就可以了。
pop 操作的行为:
fruits.pop(); // 从末端取走一个元素
pop 方法不需要移动任何东西,因为其它元素都保留了各自的索引。这就是为什么 pop 会特别快。
push 方法也是一样的。
1.6 循环
1.遍历数组最古老的方式就是 for 循环:
let arr = ["Apple", "Orange", "Pear"];
for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
alert( arr[i] );
}
但对于数组来说还有另一种循环方式,for…of:
let fruits = ["Apple", "Orange", "Plum"];
// 遍历数组元素
for (let fruit of fruits) {
alert( fruit );
}
for…of 不能获取当前元素的索引,只是获取元素值,但大多数情况是够用的。而且这样写更短。
技术上来讲,因为数组也是对象,所以使用 for…in 也是可以的:
let arr = ["Apple", "Orange", "Pear"];
for (let key in arr) {
alert( arr[key] ); // Apple, Orange, Pear
}
但这其实是一个很不好的想法。会有一些潜在问题存在:
for..in 循环会遍历 所有属性,不仅仅是这些数字属性。
在浏览器和其它环境中有一种称为“类数组”的对象,它们 看似是数组。
也就是说,它们有 length 和索引属性,但是也可能有其它的非数字的属性和方法,这通常是我们不需要的。
for..in 循环会把它们都列出来。所以如果我们需要处理类数组对象,这些“额外”的属性就会存在问题。
for..in 循环适用于普通对象,并且做了对应的优化。但是不适用于数组,因此速度要慢 10-100 倍。
当然即使是这样也依然非常快。只有在遇到瓶颈时可能会有问题。但是我们仍然应该了解这其中的不同。
通常来说,我们不应该用 for…in 来处理数组。
1.7 关于 “length”
当我们修改数组的时候,length 属性会自动更新。准确来说,它实际上不是数组里元素的个数,而是最大的数字索引值加一。
例如,一个数组只有一个元素,但是这个元素的索引值很大,那么这个数组的 length 也会很大:
let fruits = [];
fruits[123] = "Apple";
alert( fruits.length ); // 124
要知道的是我们通常不会这样使用数组。
length 属性的另一个有意思的点是它是可写的。
如果我们手动增加它,则不会发生任何有趣的事儿。但是如果我们减少它,数组就会被截断。该过程是不可逆的,下面是例子:
let arr = [1, 2, 3, 4, 5];
arr.length = 2; // 截断到只剩 2 个元素
alert( arr ); // [1, 2]
arr.length = 5; // 又把 length 加回来
alert( arr[3] ); // undefined:被截断的那些数值并没有回来
所以,清空数组最简单的方法就是:arr.length = 0;。
1.8 new Array()
这是创建数组的另一种语法:
let arr = new Array("Apple", "Pear", "etc");
它很少被使用,因为方括号 [] 更短更简洁。而且,这种语法还有一个棘手的特性。
如果使用单个参数(即数字)调用 new Array,那么它会创建一个 指定了长度,却没有任何项 的数组。
让我们看看如何搬起石头砸自己的脚:
let arr = new Array(2); // 会创建一个 [2] 的数组吗?
alert( arr[0] ); // undefined!没有元素。
alert( arr.length ); // length 2
为了避免这种意外情况,我们通常使用方括号,除非我们真的知道自己在做什么。
1.9 多维数组
数组里的项也可以是数组。我们可以将其用于多维数组,例如存储矩阵:
let matrix = [
[1, 2, 3],
[4, 5, 6],
[7, 8, 9]
];
alert( matrix[1][1] ); // 最中间的那个数
1.10 toString
数组有自己的 toString 方法的实现,会返回以逗号隔开的元素列表。
let arr = [1, 2, 3];
alert( arr ); // 1,2,3
alert( String(arr) === '1,2,3' ); // true
此外,我们试试运行一下这个:
alert( [] + 1 ); // "1"
alert( [1] + 1 ); // "11"
alert( [1,2] + 1 ); // "1,21"
数组没有 Symbol.toPrimitive,也没有 valueOf,它们只能执行 toString 进行转换,所以这里 [] 就变成了一个空字符串,[1] 变成了 “1”,[1,2] 变成了 “1,2”。
当 “+” 运算符把一些项加到字符串后面时,加号后面的项也会被转换成字符串,所以下一步就会是这样:
alert( "" + 1 ); // "1"
alert( "1" + 1 ); // "11"
alert( "1,2" + 1 ); // "1,21"
1.11 不要使用 == 比较数组
JavaScript 中的数组与其它一些编程语言的不同,不应该使用 == 运算符比较 JavaScript 中的数组。
该运算符不会对数组进行特殊处理,它会像处理任意对象那样处理数组。
让我们回顾一下规则:
仅当两个对象引用的是同一个对象时,它们才相等 ==。
如果 == 左右两个参数之中有一个参数是对象,另一个参数是原始类型,
那么该对象将会被转换为原始类型,
……null 和 undefined 相等 ==,且各自不等于任何其他的值。
严格比较 === 更简单,因为它不会进行类型转换。
所以,如果我们使用 == 来比较数组,除非我们比较的是两个引用同一数组的变量,否则它们永远不相等。
alert( [] == [] ); // false
alert( [0] == [0] ); // false
从技术上讲,这些数组是不同的对象。所以它们不相等。== 运算符不会进行逐项比较。
与原始类型的比较也可能会产生看似很奇怪的结果:
alert( 0 == [] ); // true
alert('0' == [] ); // false
在这里的两个例子中,我们将原始类型和数组对象进行比较。因此,数组 [] 被转换为原始类型以进行比较,被转换成了一个空字符串 ‘’。
// 在 [] 被转换为 '' 后
alert( 0 == '' ); // true,因为 '' 被转换成了数字 0
alert('0' == '' ); // false,没有进一步的类型转换,是不同的字符串
标签:arr,前端,元素,alert,let,数组,fruits,数据结构
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