如何在 JS 代码中消灭 for 循环

补充一：看来不少人没看完文章就评论了。我在文章末尾说了，是不写 for 循环，不是不用 for 循环。简单陈述不写 for 循环的理由：for 循环易读性差，并且鼓励写指令式代码和执行反作用。更多参考这篇文章javascript

补充二：回应你们的一些反对意见。原本准备专门写文章回应的，可是没时间，就简短回复，直接扔连接了。java

for 循环性能最好。回应：微观层面的代码性能优化，不是你应该关注的。我在文章中演示了，对百万级数据的操做，reduce 只比 for 循环慢 8 ms，可忽略不计。若是你要操做更大的数据，要考虑下换语言了。git
不用 for 循环不能 break。回应：我把文章第三部分标题改了一下，专用来解决用递归提早 break。担忧递归爆栈？我在这篇文章里有解释怎样解决递归爆栈。github
框架都用 for 循环！回应：框架考虑的场景和你不同。React 和 Vue 还用 class 来建立对象呢。你该跟着学吗？事实上你应该用工厂函数。Class vs Factory function: exploring the way forward编程

补充三：文中的代码都是我边讲边写的，都是现场运行演示过的，因此不会存在错误。若是你运行出问题，有两个缘由：1. 你粘错代码了。2. 你的运行环境不支持 ES6/7。还有，我采用了函数式编程实践，全部操做都是根据旧值返回符合条件的新值。若是你尝试打印原数据，确定是没效果的。若是你习惯了每次运算都改变原数据，那你应该改变习惯了，那样写是写不出好代码的。数组

补充四：（最后一次了，否则太长了……）我不是提倡在语言层面上消灭 for 循环，我还没到那个级别。个人侧重点在于，函数式编程的训练，会让你在过程抽象上更熟练。有可能你写了不少 for 循环都没有发现一个高阶的过程抽象 pattern，可是若是你有函数式训练的话，你能够把这个过程抽象成一个函数，这样就不用反复写了。递归和 reduce 写法可能确实理解门槛过高，可是大多数状况下，只用写一次。最后，我建议你们看《你不知道的 JS》系列书。个人大部分编程技巧，都是跟做者学的。性能优化

一，用好 filter，map，和其它 ES6 新增的高阶遍历函数

问题一：将数组中的 falsy 值去除框架

const arrContainsEmptyVal = [3, 4, 5, 2, 3, undefined, null, 0, ""]; 复制代码

答案：dom

const compact = arr => arr.filter(Boolean); 复制代码

问题二：将数组中的 VIP 用户余额加 10async

const users = [ { username: "Kelly", isVIP: true, balance: 20 }, { username: "Tom", isVIP: false, balance: 19 }, { username: "Stephanie", isVIP: true, balance: 30 } ]; 复制代码

答案：

users.map(
  user => (user.isVIP ? { ...user, balance: user.balance + 10 } : user) ); 复制代码

补充：有人说很明显这里该用 forEach，你为了举例而举例！我比较无语。forEach 是用来执行反作用的好吗？你把原数据都改了。个人习惯是使用 Immutable 数据。你要改数据的话，开心就好。

问题三：判断字符串中是否含有元音字母

const randomStr = "hdjrwqpi"; 复制代码

答案：

const isVowel = char => ["a", "e", "o", "i", "u"].includes(char); const containsVowel = str => [...str].some(isVowel); containsVowel(randomStr); 复制代码

问题四：判断用户是否所有是成年人

const users = [ { name: "Jim", age: 23 }, { name: "Lily", age: 17 }, { name: "Will", age: 25 } ]; 复制代码

答案：

users.every(user => user.age >= 18); 复制代码

问题五：找出上面用户中的第一个未成年人

答案：

const findTeen = users => users.find(user => user.age < 18); findTeen(users); 复制代码

问题六：将数组中重复项清除

const dupArr = [1, 2, 3, 3, 3, 3, 6, 7]; 复制代码

答案：

const uniq = arr => [...new Set(arr)]; uniq(dupArr); 复制代码

问题七：生成由随机整数组成的数组，数组长度和元素大小可自定义

答案：

const genNumArr = (length, limit) => Array.from({ length }, _ => Math.floor(Math.random() * limit)); genNumArr(10, 100); 复制代码

二，理解和熟练使用 reduce

问题八：不借助原生高阶函数，定义 reduce

答案：

const reduce = (f, acc, arr) => { if (arr.length === 0) return acc; const [head, ...tail] = arr; return reduce(f, f(head, acc), tail); }; 复制代码

问题九：将多层数组转换成一层数组

const nestedArr = [1, 2, [3, 4, [5, 6]]]; 复制代码

答案：

const flatten = arr => arr.reduce( (flat, next) => flat.concat(Array.isArray(next) ? flatten(next) : next), [] ); 复制代码

问题十：将下面数组转成对象，key/value 对应里层数组的两个值

const objLikeArr = [["name", "Jim"], ["age", 18], ["single", true]]; 复制代码

答案：

const fromPairs = pairs => pairs.reduce((res, pair) => ((res[pair[0]] = pair[1]), res), {}); fromPairs(objLikeArr); 复制代码

问题十一：取出对象中的深层属性

const deepAttr = { a: { b: { c: 15 } } }; 复制代码

答案：

const pluckDeep = path => obj => path.split(".").reduce((val, attr) => val[attr], obj); pluckDeep("a.b.c")(deepAttr); 复制代码

问题十二：将用户中的男性和女性分别放到不一样的数组里：

const users = [ { name: "Adam", age: 30, sex: "male" }, { name: "Helen", age: 27, sex: "female" }, { name: "Amy", age: 25, sex: "female" }, { name: "Anthony", age: 23, sex: "male" }, ]; 复制代码

答案：

const partition = (arr, isValid) => arr.reduce( ([pass, fail], elem) => isValid(elem) ? [[...pass, elem], fail] : [pass, [...fail, elem]], [[], []], ); const isMale = person => person.sex === "male"; const [maleUser, femaleUser] = partition(users, isMale); 复制代码

问题十三： reduce 的计算过程，在范畴论里面叫 catamorphism，即一种链接的变形。和它相反的变形叫 anamorphism。如今咱们定义一个和 reduce 计算过程相反的函数 unfold（注：reduce 在 Haskell 里面叫 fold，对应 unfold）

const unfold = (f, seed) => { const go = (f, seed, acc) => { const res = f(seed); return res ? go(f, res[1], acc.concat(res[0])) : acc; }; return go(f, seed, []); }; 复制代码

根据这个 unfold 函数，定义一个 Python 里面的 range 函数。

答案：

const range = (min, max, step = 1) => unfold(x => x < max && [x, x + step], min); 复制代码

三，用递归代替循环（能够break！）

问题十四：将两个数组每一个元素一一对应相加。注意，第二个数组比第一个多出两个，不要把第二个数组遍历完。

const num1 = [3, 4, 5, 6, 7]; const num2 = [43, 23, 5, 67, 87, 3, 6]; 复制代码

答案：

const zipWith = f => xs => ys => { if (xs.length === 0 || ys.length === 0) return []; const [xHead, ...xTail] = xs; const [yHead, ...yTail] = ys; return [f(xHead)(yHead), ...zipWith(f)(xTail)(yTail)]; }; const add = x => y => x + y; zipWith(add)(num1)(num2); 复制代码

问题十五：将 Stark 家族成员提取出来。注意，目标数据在数组前面，使用 filter 方法遍历整个数组是浪费。

const houses = [ "Eddard Stark", "Catelyn Stark", "Rickard Stark", "Brandon Stark", "Rob Stark", "Sansa Stark", "Arya Stark", "Bran Stark", "Rickon Stark", "Lyanna Stark", "Tywin Lannister", "Cersei Lannister", "Jaime Lannister", "Tyrion Lannister", "Joffrey Baratheon" ]; 复制代码

答案：

const takeWhile = f => ([head, ...tail]) => f(head) ? [head, ...takeWhile(f)(tail)] : []; const isStark = name => name.toLowerCase().includes("stark"); takeWhile(isStark)(houses); 复制代码

问题十六：找出数组中的奇数，而后取出前4个：

const numList = [1, 3, 11, 4, 2, 5, 6, 7]; 复制代码

答案：

const takeFirst = (limit, f, arr) => { if (limit === 0 || arr.length === 0) return []; const [head, ...tail] = arr; return f(head) ? [head, ...takeFirst(limit - 1, f, tail)] : takeFirst(limit, f, tail); }; const isOdd = n => n % 2 === 1; takeFirst(4, isOdd, numList); 复制代码

四，使用高阶函数遍历数组时可能遇到的陷阱

问题十七：从长度为 100 万的随机整数组成的数组中取出偶数，再把全部数字乘以 3

// 用咱们刚刚定义的辅助函数来生成符合要求的数组 const bigArr = genNumArr(1e6, 100); 复制代码

能运行的答案：

const isEven = num => num % 2 === 0; const triple = num => num * 3; bigArr.filter(isEven).map(triple); 复制代码

注意，上面的解决方案将数组遍历了两次，无疑是浪费。若是写 for 循环，只用遍历一次：

const results = []; for (let i = 0; i < bigArr.length; i++) { if (isEven(bigArr[i])) { results.push(triple(bigArr[i])); } } 复制代码

在个人电脑上测试，先 filter 再 map 的方法耗时 105.024 ms，而采用 for 循环的方法耗时仅 25.598 ms！那是否说明遇到此类状况必须用 for 循环解决呢? No！

五，死磕到底，Transduce！

咱们先用 reduce 来定义 filter 和 map，至于为何这样作等下再解释。

const filter = (f, arr) => arr.reduce((acc, val) => (f(val) && acc.push(val), acc), []); const map = (f, arr) => arr.reduce((acc, val) => (acc.push(f(val)), acc), []); 复制代码

从新定义的 filter 和 map 有共有的逻辑。咱们把这部分共有的逻辑叫作 reducer。有了共有的逻辑后，咱们能够进一步地抽象，把 reducer 抽离出来，而后传入 filter 和 map：

const filter = f => reducer => (acc, value) => { if (f(value)) return reducer(acc, value); return acc; }; const map = f => reducer => (acc, value) => reducer(acc, f(value)); 复制代码

如今 filter 和 map 的函数 signature 同样，咱们就能够进行函数组合（function composition）了。

const pushReducer = (acc, value) => (acc.push(value), acc); bigNum.reduce(map(triple)(filter(isEven)(pushReducer)), []); 复制代码

可是这样嵌套写法易读性太差，很容易出错。咱们能够写一个工具函数来辅助函数组合：

const pipe = (...fns) => (...args) => fns.reduce((fx, fy) => fy(fx), ...args); 复制代码

而后咱们就能够优雅地组合函数了：

bigNum.reduce(
  pipe(
    filter(isEven),
    map(triple)
  )(pushReducer),
  []
);
复制代码

通过测试（用 console.time()/console.timeEnd()）,上面的写法耗时 33.898 ms，仅比 for 循环慢 8 ms。为了代码的易维护性和易读性，这点性能上的微小牺牲，我认为是能够接受的。

这种写法叫 transduce。有不少工具库提供了 transducer 函数。好比 transducers-js。除了用 transducer 来遍历数组，还能用它来遍历对象和其它数据集。功能至关强大。

六，for 循环和 for ... of 循环的区别

for ... of 循环是在 ES6 引入 Iterator 后，为了遍历 Iterable 数据类型才产生的。EcmaScript 的 Iterable 数据类型有数组，字符串，Set 和 Map。for ... of 循环属于重型的操做（具体细节我也没了解过），若是用 AirBNB 的 ESLint 规则，在代码中使用 for ... of 来遍历数组是会被禁止的。

那么，for ... of 循环应该在哪些场景使用呢？目前我发现的合理使用场景是遍历自定义的 Iterable。来看这个题目：

问题十八：将 Stark 家族成员名字遍历，每次遍历暂停一秒，而后将当前遍历的名字打印来，遍历完后回到第一个元素再从新开始，无限循环。

const starks = [ "Eddard Stark", "Catelyn Stark", "Rickard Stark", "Brandon Stark", "Rob Stark", "Sansa Stark", "Arya Stark", "Bran Stark", "Rickon Stark", "Lyanna Stark" ]; 复制代码

答案：

function* repeatedArr(arr) { let i = 0; while (true) { yield arr[i++ % arr.length]; } } const infiniteNameList = repeatedArr(starks); const wait = ms => new Promise(resolve => { setTimeout(() => { resolve(); }, ms); }); (async () => { for (const name of infiniteNameList) { await wait(1000); console.log(name); } })(); 复制代码

七，放弃倔强，实在须要用 for 循环了

前面讲到的问题基本覆盖了大部分须要使用 for 循环的场景。那是否咱们能够保证永远不用 for 循环呢？其实不是。我讲了这么多，实际上是在鼓励你们不要写 for 循环，而不是不用 for 循环。咱们经常使用的数组原型链上的 map，filter 等高阶函数，底层实际上是用 for 循环实现的。在须要写一些底层代码的时候，仍是须要写 for 循环的。来看这个例子：

Number.prototype[Symbol.iterator] = function*() { for (let i = 0; i <= this; i++) { yield i; } }; [...6]; // [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6] 复制代码

注意，这个例子只是为了好玩。生产环境中不要直接修改 JS 内置数据类型的原型链。缘由是 V8 引擎有一个原型链快速推测机制，修改原型链会破坏这个机制，形成性能问题。