Javascript中八種遍歷方法的執(zhí)行速度深度對比

前言

遍歷數(shù)組或?qū)ο笫且幻绦騿T的基本素養(yǎng)之一. 然而遍歷卻不是一件簡單的事, 優(yōu)秀的程序員知道怎么去選擇合適的遍歷方法, 優(yōu)化遍歷效率. 本篇將帶你走進JavaScript遍歷的世界, 享受分析JS循環(huán)的快感. 本篇所有代碼都可以直接運行, 希望您通讀本篇后, 不止是瀏覽, 最好是親手去實踐下.

概述

js有如下兩種數(shù)據(jù)需要經(jīng)常遍歷

• 數(shù)組(Array)
• 對象(Object)
  

同時又提供了如下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數(shù)據(jù)進行詳細的分析和舉栗. 下面舉栗中如果不加特殊說明將會用到如下數(shù)據(jù).

var array = ["囚徒","過客","領(lǐng)袖"];//職場3種人
var o = {0:"linda",1:"style",2:"nick",length:3};

for

語法: for(初始化; 循環(huán)執(zhí)行條件; 每遍歷一個元素后做的事情;){}

(function(){//循環(huán)置于閉包之內(nèi)
 for(var i=0,length=array.length;i<length;i++){//緩存數(shù)組長度
 console.log(array[i]);//內(nèi)部方法若有可能相互影響,也要置于閉包之內(nèi)
 }
})();

for循環(huán)只能遍歷數(shù)組, 不能遍歷對象. 寫for循環(huán)時有兩點需要注意.

• 其一, 為了避免遍歷時執(zhí)行多遍計算數(shù)組長度的操作, 影響效率, 建議在循環(huán)開始以變量的形式緩存下數(shù)組長度, 若在循環(huán)內(nèi)部有可能改變數(shù)組長度, 請務必慎重處理, 避免數(shù)組越界.
• JavaScript中并沒有類似java的塊級作用域, for循環(huán)內(nèi)部定義的變量會直接暴露在外(如 i,循環(huán)退出后,i變量將等于數(shù)組長度, 后續(xù)代碼將能訪問到 i 變量的值), 因此建議將for循環(huán)置于閉包內(nèi). 特別要注意的是: 如果在循環(huán)內(nèi)部, 前一個元素的遍歷有可能影響到后一個元素的遍歷, 那么for循環(huán)內(nèi)部方法也需要置于閉包之內(nèi).
  

do/while

語法: do{...}while(true);

 do while
(function() {
 var i = 0,
 len = array.length;
 do {
 if (i == 2) {
 break; // 循環(huán)被終止, 此處如果是continue就會造成循環(huán)無法退出
 };
 console.log('array['+ i +']:' + array[i]);
 i++;//此句建議放置循環(huán)while頭部
 } while(i<len);
})();

do/while的語法簡化了循環(huán)的實現(xiàn), 只保留對循環(huán)條件的判斷, 所以我們要在循環(huán)內(nèi)部構(gòu)造出循環(huán)退出的條件, 否則有可能造成死循環(huán). 特別要注意的是: 使用 continue 跳出本次遍歷時, 要保證循環(huán)能夠自動進入到下一次遍歷, 因此保證循環(huán)走到下一次遍歷的語句需要放到 continue 前面執(zhí)行, 建議置于循環(huán)頭部.(如上, i++ 語句最好放置循環(huán)頭部)

do/while 循環(huán)與for循環(huán)大體差不多,只支持數(shù)組遍歷, 多用于對循環(huán)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數(shù)組.

forEach

語法: array.forEach(function(item){}) , 參數(shù)item表示數(shù)組每一項的元素

array.forEach(function(item){
 if(item=="囚徒")
 return;//這里只能使用return跳過當前元素處理
 console.log(item);
});

forEach回調(diào)function默認有三個參數(shù): item, index, array.

使用forEach循環(huán)有幾點需要特別注意:

• forEach無法遍歷對象
• forEach無法在IE中使用，只是在firefox和chrome中實現(xiàn)了該方法
• forEach無法使用break，continue跳出循環(huán)，使用return時，效果和在for循環(huán)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

for in 可用于遍歷數(shù)組和對象, 但它輸出的只是數(shù)組的索引和對象的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(lǐng)袖"
for(var item in o){
 console.log(o[item]);
}//"linda" "style" "nick" "length"

$.each

語法: $.each(array|o, function(i, ele){}) 支持數(shù)組和對象

$.each(array, function(i, ele){
 console.log(i,ele,this==ele);
});
//0 "囚徒" true
//1 "過客" true
//2 "領(lǐng)袖" true
$.each(o, function(i, ele){
 console.log(i,ele,this==ele);
});
//0 "linda" true
//1 "style" true
//2 "nick" true

這里我們注意到 this對象 指向當前屬性的值,這是因為:

參考jQuery api:

$.each() 方法會迭代jQuery對象中的每一個DOM元素。每次回調(diào)函數(shù)執(zhí)行時，會傳遞當前循環(huán)次數(shù)作為參數(shù)(從0開始計數(shù))。更重要的是，回調(diào)函數(shù)是在當前DOM元素為上下文的語境中觸發(fā)的。因此關(guān)鍵字 this 總是指向這個元素。
同時,上述遍歷時, o 對象的屬性中有一個length屬性并沒有被輸出. 這是為什么呢? 請耐心往下看.

首先, 我們來看看遍歷對象o時, 當前的this對象到底是什么?

$.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"

我們發(fā)現(xiàn), this對象等于回調(diào)函數(shù)的第二個形參. 且它的 length 屬性和 [[PrimitiveValue]] 屬性并沒有被打印出來, 為此我們來查看下length的內(nèi)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}

可見, this對象的length屬性的 enumerable 屬性被設(shè)置成了false, 這表示該對象不能被列舉或遍歷, 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 對象時,它的 length 屬性沒有被打印出來的疑問似乎有解了. 讓我們來看看 o.length 的內(nèi)部屬性吧.

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(o, 'length'));
//Object {value: 3, writable: true, enumerable: true, configurable: true}

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(shè)置成了false 才不會被遍歷嗎. 現(xiàn)在該值為 true, 并且還不可遍歷. 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

現(xiàn)象明了, 結(jié)合jquery源碼, 當對象中存在length屬性時, $.each 內(nèi)部使用for循環(huán)去遍歷對象, 否則它將使用for in循環(huán)去遍歷, 因此$.each遍歷對象遵循如下規(guī)律:

• 如果對象中存在 length 屬性, 遍歷深度以length屬性為準, 即length多大, 遍歷多少個元素.
• 如果對象中不存在 length 屬性, 遍歷深度以實際內(nèi)部屬性個數(shù)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(xù)執(zhí)行后面的循環(huán);
• 使用 return false 為終止循環(huán)的執(zhí)行, 這是因為在 jquery.each 中, 若返回值指定為false, 才跳出循環(huán), 如果感興趣請翻看 jquery.each 源碼;
• 無法使用 break 與 continue 來跳過循環(huán).
  

$(selecter).each

語法: $(selecter|array|o).each(function(i, ele){}) 支持數(shù)組和對象, 該方法基本上與$.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){//處理數(shù)組
 if(this == "領(lǐng)袖")
 console.log(this,i,this == ele);
});
//String {0: "領(lǐng)", 1: "袖", length: 2, [[PrimitiveValue]]: "領(lǐng)袖"} 2 true
$(o).each(function(i,ele){//處理對象
 if(this == "nick")
 console.log(this,i,this == ele);
});
//String {0: "n", 1: "i", 2: "c", 3: "k", length: 4, [[PrimitiveValue]]: "nick"} 2 true

dom表示div元素, 由于this恒等ele, 說明this也表示div元素, 所以this并不是jquery對象, 而是普通的DOM對象(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，不能調(diào)用jQuery方法, 如需調(diào)用jquery方法需要用$符號包裹.如, $(this)
  

map

即 Array.prototype.map,該方法只支持數(shù)組

語法: array.map(callback[,thisArg]) map方法使用其提供函數(shù)的每次返回結(jié)果生成一個新的數(shù)組.

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]

實際上,由于map方法被設(shè)計成支持 [鴨式辨型][] , 該方法也可以用來處理形似數(shù)組的對象, 例如 NodeList.

var elems = document.querySelectorAll('select option:checked');
var values = Array.prototype.map.call(elems, function(obj) {
 return obj.value;
});

甚至還可以用來處理字符串, 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]

map處理字符串的方式多種多樣, 例如 反轉(zhuǎn)等.

var str = '12345';
var output = Array.prototype.map.call(str, function(x) {
 return x;
}).reverse().join('');
console.log(output);//54321

例如 將字符串數(shù)組轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)組, 只需一條語句, 如下:

console.log(['1', '2', '3'].map(Number));//[1,2,3]

目前map方法被大部分瀏覽器支持, 除了IE 6,7,8.

every

即 Array.prototype.every, 該方法同上述map方法也只支持數(shù)組

語法: arr.every(callback[, thisArg]) every 方法用于檢驗數(shù)組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

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

以上, 遍歷數(shù)組和對象的8種方法簡單的介紹完, 小結(jié)如下:

• for in , $.each , $().each 既支持對象也支持數(shù)組遍歷;
• for , do/while , forEach 只支持數(shù)組;
• Array.prototype.map, Array.prototype.every 只支持數(shù)組和形似數(shù)組的對象;
• forEach不能退出循環(huán),只能通過return來進入到下一個元素的遍歷中(相當于for循環(huán)的continue), 且在IE沒有實現(xiàn)該方法;
• $.each和$().each循環(huán)只能通過return false 來退出循環(huán), 使用return 或 return true 將跳過一個元素, 繼續(xù)執(zhí)行后面的循環(huán).

測試各方法效率

下面我們來測試下上述方法的效率.

注: array數(shù)組默認為空, 依次賦值數(shù)組長度為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對象, 時間單位為ms. 如下是測試代碼:

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));

測試機器正常運行 IDE, 編輯器, 瀏覽器, qq, 微信等常用應用, 系統(tǒng)空閑. 硬件設(shè)備如下:

• 操作系統(tǒng): 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
• 內(nèi)存: 8 GB 1867 MHz DDR3
  

以上多輪測試結(jié)果匯總?cè)缦氯龔埍?單位:ms):

數(shù)組長度為10^6

數(shù)組長度為10^7

數(shù)組長度為10^8

綜上, 我們發(fā)現(xiàn)for in 循環(huán)的性能不穩(wěn)定, 猜測它可能沒有進入循環(huán). 因此將數(shù)組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';
}

數(shù)組賦值后, 數(shù)組長度為10^6

數(shù)組賦值后, 數(shù)組長度為10^7

可見, 對數(shù)組進行賦值后, 代碼運行基本穩(wěn)定.(every還不清楚為什么執(zhí)行時間為0.歡迎大神告知原因.)

分析總結(jié)

通過以上 30 次運行測試(實際上為了得到比較穩(wěn)定的數(shù)據(jù), 擯棄了許多異常的測試數(shù)據(jù)), 我們發(fā)現(xiàn)在數(shù)組長度為10^6, 10^7, 10^8 時, 代碼運行基本穩(wěn)定. 各方法運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(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù), 可得這8個方法的運行速度大致排序為:

1. for 與 do while
2. forEach map every (這3個不相上下,可認為運行速度差不多)
3. $.each
4. $(e).each
5. for in
   

我們翻看jquery代碼就會知道, $.each方法內(nèi)部通過調(diào)用for循環(huán)來實現(xiàn), 而$().each是先用jquery包裹數(shù)組對象, 然后再調(diào)用for循環(huán), 因此后者效率略低于前者.

綜上, 最佳遍歷選手是 for/do while循環(huán), 推薦大家優(yōu)先考慮使用它. ( Firefox瀏覽器由于對forEach循環(huán)做了底層優(yōu)化, 效率接近native,不在我們考慮范圍內(nèi) ).

基于測試結(jié)果的兩點思考

從測試數(shù)據(jù)上猜測, Firefox 與 Safari 似乎對于 for, do while 等都進行了底層優(yōu)化. 循環(huán)執(zhí)行效率明顯優(yōu)于Chrome.

每次瀏覽器執(zhí)行到 for in 循環(huán)處, 便會出現(xiàn)卡頓, 猜測瀏覽器可能正在預加載循環(huán)所需資源（后續(xù)我將專門分析此處）.

想要進一步優(yōu)化循環(huán)效率, 推薦您閱讀下篇 《JS作用域鏈及閉包》.

聲明: 本文所有數(shù)據(jù)均為單機測試, 難免存在誤差, 如果發(fā)現(xiàn)本文測試數(shù)據(jù)不對之處, 歡迎批評斧正.

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學習或者工作能帶來一定的幫助，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對億速云的支持。