数组

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数组的定义

数组(array)是按次序排列的一组值。每个值的位置都有编号(从0开始),整个数组用方括号表示。

var arr = ['a', 'b', 'c'];

上面代码中的abc就构成一个数组,两端的方括号是数组的标志。a是0号位置,b是1号位置,c是2号位置。

除了在定义时赋值,数组也可以先定义后赋值。

var arr = [];

arr[0] = 'a';
arr[1] = 'b';
arr[2] = 'c';

任何类型的数据,都可以放入数组。

var arr = [
  {a: 1},
  [1, 2, 3],
  function() {return true;}
];

arr[0] // Object {a: 1}
arr[1] // [1, 2, 3]
arr[2] // function (){return true;}

上面数组arr的3个成员依次是对象、数组、函数。

如果数组的元素还是数组,就形成了多维数组。

var a = [[1, 2], [3, 4]];
a[0][1] // 2
a[1][1] // 4

数组的本质

本质上,数组属于一种特殊的对象。typeof运算符会返回数组的类型是object

typeof [1, 2, 3] // "object"

上面代码表明,typeof运算符认为数组的类型就是对象。

数组的特殊性体现在,它的键名是按次序排列的一组整数(0,1,2…)。

var arr = ['a', 'b', 'c'];

Object.keys(arr)
// ["0", "1", "2"]

上面代码中,Object.keys方法返回数组的所有键名。可以看到数组的键名就是整数0、1、2。

由于数组成员的键名是固定的,因此数组不用为每个元素指定键名,而对象的每个成员都必须指定键名。

JavaScript语言规定,对象的键名一律为字符串,所以,数组的键名其实也是字符串。之所以可以用数值读取,是因为非字符串的键名会被转为字符串。

var arr = ['a', 'b', 'c'];

arr['0'] // 'a'
arr[0] // 'a'

上面代码分别用数值和字符串作为键名,结果都能读取数组。原因是数值键名被自动转为了字符串。

需要注意的是,这一条在赋值时也成立。如果一个值可以被转换为整数,则以该值为键名,等于以对应的整数为键名。

var a = [];

a['1000'] = 'abc';
a[1000] // 'abc'

a[1.00] = 6;
a[1] // 6

上面代码表明,由于字符串“1000”和浮点数1.00都可以转换为整数,所以视同为整数键赋值。

上一节说过,对象有两种读取成员的方法:“点”结构(object.key)和方括号结构(object[key])。但是,对于数值的键名,不能使用点结构。

var arr = [1, 2, 3];
arr.0 // SyntaxError

上面代码中,arr.0的写法不合法,因为单独的数值不能作为标识符(identifier)。所以,数组成员只能用方括号arr[0]表示(方括号是运算符,可以接受数值)。

length属性

数组的length属性,返回数组的成员数量。

['a', 'b', 'c'].length // 3

JavaScript使用一个32位整数,保存数组的元素个数。这意味着,数组成员最多只有4294967295个(232 - 1)个,也就是说length属性的最大值就是4294967295。

只要是数组,就一定有length属性。该属性是一个动态的值,等于键名中的最大整数加上1

var arr = ['a', 'b'];
arr.length // 2

arr[2] = 'c';
arr.length // 3

arr[9] = 'd';
arr.length // 10

arr[1000] = 'e';
arr.length // 1001

上面代码表示,数组的数字键不需要连续,length属性的值总是比最大的那个整数键大1。另外,这也表明数组是一种动态的数据结构,可以随时增减数组的成员。

length属性是可写的。如果人为设置一个小于当前成员个数的值,该数组的成员会自动减少到length设置的值。

var arr = [ 'a', 'b', 'c' ];
arr.length // 3

arr.length = 2;
arr // ["a", "b"]

上面代码表示,当数组的length属性设为2(即最大的整数键只能是1)那么整数键2(值为c)就已经不在数组中了,被自动删除了。

将数组清空的一个有效方法,就是将length属性设为0。

var arr = [ 'a', 'b', 'c' ];

arr.length = 0;
arr // []

如果人为设置length大于当前元素个数,则数组的成员数量会增加到这个值,新增的位置都是空位。

var a = ['a'];

a.length = 3;
a[1] // undefined

上面代码表示,当length属性设为大于数组个数时,读取新增的位置都会返回undefined

如果人为设置length为不合法的值,JavaScript会报错。

// 设置负值
[].length = -1
// RangeError: Invalid array length

// 数组元素个数大于等于2的32次方
[].length = Math.pow(2, 32)
// RangeError: Invalid array length

// 设置字符串
[].length = 'abc'
// RangeError: Invalid array length

值得注意的是,由于数组本质上是对象的一种,所以我们可以为数组添加属性,但是这不影响length属性的值。

var a = [];

a['p'] = 'abc';
a.length // 0

a[2.1] = 'abc';
a.length // 0

上面代码将数组的键分别设为字符串和小数,结果都不影响length属性。因为,length属性的值就是等于最大的数字键加1,而这个数组没有整数键,所以length属性保持为0。

如果数组的键名是添加超出范围的数值,该键名会自动转为字符串。

var arr = [];
arr[-1] = 'a';
arr[Math.pow(2, 32)] = 'b';

arr.length // 0
arr[-1] // "a"
arr[4294967296] // "b"

上面代码中,我们为数组arr添加了两个不合法的数字键,结果length属性没有发生变化。这些数字键都变成了字符串键名。最后两行之所以会取到值,是因为取键值时,数字键名会默认转为字符串。

类似数组的对象

如果一个对象的所有键名都是正整数或零,并且有length属性,那么这个对象就很像数组,语法上称为“类似数组的对象”(array-like object)。

var obj = {
  0: 'a',
  1: 'b',
  2: 'c',
  length: 3
};

obj[0] // 'a'
obj[1] // 'b'
obj.length // 3
obj.push('d') // TypeError: obj.push is not a function

上面代码中,对象obj就是一个类似数组的对象。

但是,“类似数组的对象”并不是数组,因为它们不具备数组特有的方法。上面例子中,obj对象没有数组的push方法,使用该方法就会报错。

“类似数组的对象”的根本特征,就是具有length属性。只要有length属性,就可以认为这个对象类似于数组。但是有一个问题,这种length属性不是动态值,不会随着成员的变化而变化。

var obj = {
  length: 0
};
obj[3] = 'd';
obj.length // 0

上面代码为对象obj添加了一个数字键,但是length属性没变。这就说明了obj不是数组。

典型的“类似数组的对象”是函数的arguments对象,以及大多数 DOM 元素集,还有字符串。

// arguments对象
function args() { return arguments }
var arrayLike = args('a', 'b');

arrayLike[0] // 'a'
arrayLike.length // 2
arrayLike instanceof Array // false

// DOM元素集
var elts = document.getElementsByTagName('h3');
elts.length // 3
elts instanceof Array // false

// 字符串
'abc'[1] // 'b'
'abc'.length // 3
'abc' instanceof Array // false

数组的slice方法可以将“类似数组的对象”变成真正的数组。

var arr = Array.prototype.slice.call(arrayLike);

除了转为真正的数组,“类似数组的对象”还有一个办法可以使用数组的方法,就是通过call()把数组的方法放到对象上面。

function print(value, index) {
  console.log(index + ' : ' + value);
}

Array.prototype.forEach.call(arrayLike, print);

上面代码中,arrayLike代表一个类似数组的对象,本来是不可以使用数组的forEach()方法的,但是通过call(),可以把forEach()嫁接到arrayLike上面调用。

下面的例子就是通过这种方法,在arguments对象上面调用forEach方法。

// forEach 方法
function logArgs() {
  Array.prototype.forEach.call(arguments, function (elem, i) {
    console.log(i+'. '+elem);
  });
}

// 等同于 for 循环
function logArgs() {
  for (var i = 0; i < arguments.length; i++) {
    console.log(i + '. ' + arguments[i]);
  }
}

字符串也是类似数组的对象,所以也可以用Array.prototype.forEach.call遍历。

Array.prototype.forEach.call('abc', function (chr) {
  console.log(chr);
});
// a
// b
// c

注意,这种方法比直接使用数组原生的forEach要慢,所以最好还是先将“类似数组的对象”转为真正的数组,然后再直接调用数组的forEach方法。

var arr = Array.prototype.slice.call('abc');
arr.forEach(function (chr) {
  console.log(chr);
});
// a
// b
// c

in 运算符

检查某个键名是否存在的运算符in,适用于对象,也适用于数组。

var arr = [ 'a', 'b', 'c' ];
2 in arr  // true
'2' in arr // true
4 in arr // false

上面代码表明,数组存在键名为2的键。由于键名都是字符串,所以数值2会自动转成字符串。

注意,如果数组的某个位置是空位,in运算符返回false

var arr = [];
arr[100] = 'a';

100 in arr // true
1 in arr // false

上面代码中,数组arr只有一个成员arr[100],其他位置的键名都会返回false

for…in 循环和数组的遍历

for...in循环不仅可以遍历对象,也可以遍历数组,毕竟数组只是一种特殊对象。

var a = [1, 2, 3];

for (var i in a) {
  console.log(a[i]);
}
// 1
// 2
// 3

但是,for...in不仅会遍历数组所有的数字键,还会遍历非数字键。

var a = [1, 2, 3];
a.foo = true;

for (var key in a) {
  console.log(key);
}
// 0
// 1
// 2
// foo

上面代码在遍历数组时,也遍历到了非整数键foo。所以,不推荐使用for...in遍历数组。

数组的遍历可以考虑使用for循环或while循环。

var a = [1, 2, 3];

// for循环
for(var i = 0; i < a.length; i++) {
  console.log(a[i]);
}

// while循环
var i = 0;
while (i < a.length) {
  console.log(a[i]);
  i++;
}

var l = a.length;
while (l--) {
  console.log(a[l]);
}

上面代码是三种遍历数组的写法。最后一种写法是逆向遍历,即从最后一个元素向第一个元素遍历。

数组的forEach方法,也可以用来遍历数组,详见《标准库》一章的Array对象部分。

var colors = ['red', 'green', 'blue'];
colors.forEach(function (color) {
  console.log(color);
});

数组的空位

当数组的某个位置是空元素,即两个逗号之间没有任何值,我们称该数组存在空位(hole)。

var a = [1, , 1];
a.length // 3

上面代码表明,数组的空位不影响length属性。

需要注意的是,如果最后一个元素后面有逗号,并不会产生空位。也就是说,有没有这个逗号,结果都是一样的。

var a = [1, 2, 3,];

a.length // 3
a // [1, 2, 3]

上面代码中,数组最后一个成员后面有一个逗号,这不影响length属性的值,与没有这个逗号时效果一样。

数组的空位是可以读取的,返回undefined

var a = [, , ,];
a[1] // undefined

使用delete命令删除一个数组成员,会形成空位,并且不会影响length属性。

var a = [1, 2, 3];
delete a[1];

a[1] // undefined
a.length // 3

上面代码用delete命令删除了数组的第二个元素,这个位置就形成了空位,但是对length属性没有影响。也就是说,length属性不过滤空位。所以,使用length属性进行数组遍历,一定要非常小心。

数组的某个位置是空位,与某个位置是undefined,是不一样的。如果是空位,使用数组的forEach方法、for...in结构、以及Object.keys方法进行遍历,空位都会被跳过。

var a = [, , ,];

a.forEach(function (x, i) {
  console.log(i + '. ' + x);
})
// 不产生任何输出

for (var i in a) {
  console.log(i);
}
// 不产生任何输出

Object.keys(a)
// []

如果某个位置是undefined,遍历的时候就不会被跳过。

var a = [undefined, undefined, undefined];

a.forEach(function (x, i) {
  console.log(i + '. ' + x);
});
// 0. undefined
// 1. undefined
// 2. undefined

for (var i in a) {
  console.log(i);
}
// 0
// 1
// 2

Object.keys(a)
// ['0', '1', '2']

这就是说,空位就是数组没有这个元素,所以不会被遍历到,而undefined则表示数组有这个元素,值是undefined,所以遍历不会跳过。

参考链接

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