Циклы for в JavaScript. JavaScript - Циклы
Очень часто нужно, чтобы определённая часть программы выполнялась много раз. Разумеется, можно просто сделать так: скопировать-вставить и так нужное число раз. Однако, это абсурдно, особенно, если действие надо выполнять, например, 1000 раз. Поэтому существуют так называемые циклы , которую присутствуют в большинстве языков программирования. И о них я Вам и расскажу.
Содержит определённый код, который прокручивается многократно. Существует несколько видов циклов: for , while и do-while .
Начнём с самого первого цикла (и самого популярного) - цикла for . Общий вид этого цикла таков:
For (переменная_итерации = начальное_значение; условие; действие_после_каждой_итерации) {
//код программы
}
Давайте прокомментирую то, что здесь написано. Вначале идёт - переменная итерации . Это обычное имя переменной для итерации. Дальше идёт начальное_значение . Собственно, название говорит само за себя. Дальше идёт условие, при выполнении которого (то есть возвращается true ) цикл запускается ещё один раз, и, наконец, действие, которое выполняется после каждой итерации. Как правило, это изменение переменной для итерации.
Давайте с Вами напишем простой скрипт, который будет выводить количество итераций цикла:
For (i = 0; i < 100; i++)
document.write(i + " ");
Здесь мы задали переменную для итерации (называется i ), которой присвоили значение 0 . Дальше проверяется условие: i < 100 . Если оно выполняется, то выполняется одна итерация цикла. После выполнения каждой итерации происходит i++ (то есть увеличение переменной i на 1 ). Снова проверяется условие, и если оно истинно, то выполняется ещё одна итерация. И так до тех пор, пока условие i < 100 не станет ложным. Очевидно, что оно будет ложно лишь через 100 итераций. Таким образом, данный цикл будет выполняться 100 раз, что мы можем увидеть, если запустим этот скрипт. И ещё кое-что. Так как у нас здесь выполняется всего один оператор (document.write() ), то наличие фигурных скобок необязательно. Если у Вас 2 и более операторов крутятся в цикле, то тогда необходимо их поставить.
Теперь поговорим о второй разновидности циклов в JavaScript - while . В принципе, цикл очень похож на for (хотя все циклы похожи). Но здесь общий вид другой:
While (условие) {
//код программы
}
Как видите, здесь нет ни переменной для итерации, ни каких-либо действий после итерации. Отсюда следует вывод: чтобы выйти из цикла необходимо в самом цикле сделать так, чтобы "условие " стало ложным. Если это не сделать, то произойдёт зацикливание, а, следовательно, Ваш скрипт повиснет.
Давайте реализуем такую же задачу, как и раньше, но используя цикл while .
Var i = 0;
while (i < 100) {
i++;
document.write(i + " ");
}
Перед началом цикла мы создали переменную i , которой присвоили начальное значение. Затем перед запуском цикла проверяется условие, и если оно истинно, то запускается итерация цикла, в которой мы увеличиваем переменную для итерации (иначе произойдёт зацикливание). И выводим эту переменную.
И, наконец, последний вид циклов в JavaScript - цикл do-while . Синтаксис такой:
Do {
//код программы
} while (условие)
Очень похож на цикл while , однако, здесь есть всего одно, но очень принципиальное отличие. Если цикл while сначала проверяет условие, а потом уже выполняет или нет итерацию. То цикл do-while сначала именно выполняет итерацию, и только потом проверяет условие. И если оно ложно, то выходит из цикла. Другими словами, независимо от условия данный цикл гарантированно выполнится хотя бы 1 раз. Думаю, что данный код будет излишним, но всё же.
Var i = 0;
do {
i++;
document.write(i + " ");
} while (i < 100)
Пояснять код не буду, уверен, Вы из без меня с ним разберётесь. Поэтому я лучше перейду к двум интересным операторам: break и continue .
Начнём с break . Данный оператор позволяет досрочно выскочить из цикла. Давайте с Вами напишем такой код:
For (i = 0; i < 100; i++) {
if (i == 50) break;
document.write(i + " ");
}
Вы можете запустить этот скрипт и обнаружите, что вывелись только числа до 49 , так как при i = 50 цикл прервался, благодаря оператору break .
Теперь рассказываю об операторе continue . Данный оператор позволяет перейти к следующей итерации цикла. Чтобы не расписывать здесь много, лучше сразу покажу пример:
For (i = 0; i < 100; i++) {
if (i == 50) continue;
document.write(i + " ");
}
Если Вы запустите этот скрипт, то увидите, что не хватает числа 50 . Это произошло потому, что при i = 50 , мы переходим к следующей итерации цикла, перед которой i увеличивается на 1 и становится равным 51-му .
Вот, вроде бы, и всё, что хотелось написать о циклах JavaScript . Надеюсь, Вам всё стало ясно. Можете также придумать себе какую-нибудь задачу и решить её. Это будет великолепной тренировкой.
|Поскольку while и do…while основаны на условиях, они выполняются, когда заданный оператор оценивается как true. Оператор for также основан на условиях, но он предоставляет дополнительные функции, такие как счетчик цикла, позволяющий заранее установить количество итераций цикла.
Данный мануал научит вас использовать циклы for, for…of и for…in, которые являются неотъемлемыми элементами программирования в JavaScript.
Циклы for
Цикл for может использовать до трех опциональных выражений для повторного выполнения блока кода.
Рассмотрим синтаксис цикла.
for (инициализация; условие; финальное выражение) {
// код, который нужно выполнить
}
- Инициализация (если указано) запускает счетчик и объявляет переменные.
- Далее обрабатывается условие. Если оно истинно, программа выполнит последующий код; если оно ложно, цикл прервется.
- Затем обрабатывается код, который нужно выполнить.
- Если указано финальное выражение, оно обновляется, после чего цикл возвращается к обработке условия.
Чтобы понять, как это работает, рассмотрим базовый пример.
for (let i = 0; i < 4; i++) {
// Print each iteration to the console
console.log(i);
}
Если запустить этот код, вы получите такой результат:
0
1
2
3
В приведенном выше примере цикл for начинается с переменной let i = 0, которая запустит цикл со значения 0. В цикле задано условие i < 4, а это означает, что до тех пор, пока значение i меньше 4, цикл будет продолжать работу. Финальное выражение i++ определяет счетчик для каждой итерации цикла. console.log(i) выводит числа, начиная с 0, и останавливается, как только i равняется 4.
Без цикла код, выполняющий те же действия, был бы таким:
// Set initial variable to 0
let i = 0;
// Manually increment variable by 1 four times
console.log(i++);
console.log(i++);
console.log(i++);
console.log(i++);
Без цикла блок кода состоит из большего количества строк. Чтобы увеличить количество чисел, пришлось бы внести в код еще больше строк.
Давайте рассмотрим каждое выражение в цикле.
Инициализация
Первое выражение в цикле – инициализация.
Оно объявляет переменную i с помощью ключевого слова let (также можно использовать ключевое слово var) и присваивет ей значение 0. Вы можете использовать в циклах любые имена переменных, но переменная i ассоциируется со словом «итерация» (iteration) и не перегружает код.
Условие
Как и циклы while и do…while, циклы for обычно имеют условие. В данном примере это:
Это значит, что выражение оценивается как истинное, пока значение i меньше 4.
Финальное выражение
Это выражение, которое выполняется в конце каждого цикла. Чаще всего оно используется для увеличения или уменьшения значения переменной, но его можно использовать и для других целей.
В данном примере цикл увеличивает переменную на единицу. Выражение i++ делает то же самое, что и i = i + 1.
В отличие от начала и условия, финальное выражение не заканчивается точкой с запятой.
Тело цикла
Теперь вы знаете все компоненты цикла for. Взглянем на код еще раз.
// Initialize a for statement with 5 iterations
for (let i = 0; i < 4; i++) {
console.log(i);
}
Первое выражение задает исходное значение переменной (0), второе определяет условие (цикл выполняется, пока i меньше 4), а третье – задает шаг каждой итерации (в данном случае значение будет увеличиваться на 1).
Консоль будет выводить значения: 0, 1, 2 и 3. Затем цикл прервется.
Опциональные выражения
Все тир выражения цикла for опциональны. К примеру, вы можете написать такой же цикл for, но пропустить инициализацию и инициализировать переменную вне цикла.
let i = 0;
// Initialize the loop
for (; i < 4; i++) {
console.log(i);
}
0
1
2
3
В данном случае первый символ точки с запятой указывает, что начало пропущено.
Примечание: Даже если вы не используете одно из выражений, необходимо ставить точку с запятой, иначе цикл будет интерпретирован неверно.
Также для примера можно убрать из цикла условие. Чтобы цикл остановился после того, как значение переменной станет больше 3, используйте if и break.
// Declare variable outside the loop
let i = 0;
// Omit initialization and condition
for (; ; i++) {
if (i > 3) {
break;
}
console.log(i);
}
0
1
2
3
Важно! В циклах без условия обязательно нужно использовать оператор break. Иначе цикл не сможет прерваться (такие циклы называются бесконечными) и станет причиной сбоя браузера.
Также из цикла можно удалить финальное выражение. Шаг можно указать в конце кода цикла. При этом нужно обязательно оставить в скобках оба символа «;», иначе цикл не будет работать.
// Declare variable outside the loop
let i = 0;
// Omit all statements
for (; ;) {
if (i > 3) {
break;
}
console.log(i);
i++;
}
0
1
2
3
Как видите, выражения цикла позволяют получить наиболее сжатый и удобочитаемый код.
Изменение массивов
Цикл for можно использовать для изменения массивов.
В следующем примере показано, как создать пустой массив и заполнить его переменными с помощью счетчика цикла. Создайте файл modifyArray.js и добавьте в него такой код:
// Initialize empty array
let arrayExample = ;
// Initialize loop to run 3 times
for (let i = 0; i < 3; i++) {
// Update array with variable value
arrayExample.push(i);
console.log(arrayExample);
}
Запустите программу. Она выведет:
[ 0 ]
[ 0, 1 ]
[ 0, 1, 2 ]
Заданный цикл выполняется до тех пор, пока i < 3 перестанет быть истинным. Массив arrayExample выводится в консоль в конце каждой итерации. Так вы можете увидеть, как массив пополняется новыми значениями.
Длина массива
Иногда цикл должен выполниться несколько раз, но определить необходимое количество итераций сложно. Вместо того чтобы объявлять количество итераций, как это было в предыдущих примерах, можно использовать свойство length, чтобы цикл выполнялся столько раз, сколько элементов в массиве.
// Declare array with 3 items
let fish = [ "flounder", "salmon", "pike" ];
// Initalize for loop to run for the total length of an array
for (let i = 0; i < fish.length; i++) {
// Print each item to the console
console.log(fish[i]);
}
Такая программа выдаст результат:
flounder
salmon
pike
Этот цикл перебирает каждый индекс массива с помощью fish[i]. Это приводит к динамическому обновлению индекса при каждой итерации.
Циклы - это особые выражения, позволяющие выполнить один и тот же блок кода несколько раз. Выполнение кода прерывается по наступлению некоего условия.
JavaScript предлагает программистам несколько разновидностей циклов . Рассмотрим их подробнее.
Цикл со счетчиком
Цикл со счетчиком удобен, если какой-то код нужно выполнить строго определенное число раз. Вероятно, это наиболее распространенный вид цикла.
Цикл со счетчиком записывается так:
for (<выражение инициализации>; <условие>; <приращение>)
<тело цикла>
Здесь используется ключевое слово for. Поэтому такие циклы часто называют "циклами for".
Выражение инициализации выполняется самым первым и всего один раз. Оно присваивает особой переменной, называемой счетчиком цикла, некое начальное значение (обычно 1). Счетчик цикла подсчитывает, сколько раз было выполнено тело цикла - собственно код, который нужно выполнить определенное количество раз.
Следующий шаг - проверка условия. Оно определяет момент, когда выполнение цикла прервется и начнет выполняться следующий за ним код. Как правило, условие сравнивает значение счетчика цикла с его граничным значением. Если условие возвращает true, выполняется тело цикла, в противном случае цикл завершается и начинается выполнение кода, следующего за циклом.
После прохода тела цикла выполняется выражение приращения, изменяющее значение счетчика. Это выражение обычно инкрементирует счетчик (увеличивает его значение на единицу). Далее снова проверяется условие, выполняется тело цикла, приращение и т. д., пока условие не станет равно false.
Пример цикла со счетчиком:
for (i = 1; i < 11; i++) {
a += 3;
b = i * 2 + 1;
}
Этот цикл будет выполнен 10 раз. Мы присваиваем счетчику i начальное значение 1 и после каждого выполнения тела цикла увеличиваем его на единицу. Цикл перестанет выполняться, когда значение счетчика увеличится до 11, и условие цикла станет ложным.
Счетчик цикла можно записать в одном из выражений тела цикла, как это сделали мы. В нашем случае счетчик i будет содержать последовательно возрастающие значения от 1 до 10, которые используются в вычислениях.
Приведем еще два примера цикла со счетчиком:
for (i = 10; i > 0; i--) {
a += 3;
b = i * 2 + 1;
}
Здесь значение счетчика декрементируется. Начальное его значение равно 10. Цикл выполнится 10 раз и завершится, когда счетчик i будет содержать 0; при этом значения последнего будут последовательно уменьшаться от 10 до 1.
for (i = 2; i < 21; i += 2) b = i * 2 + 1;
А в этом примере начальное значение счетчика равно 2, а конечное - 21, но цикл выполнится, опять же, 10 раз. А все потому, что значение счетчика увеличивается на 2 и последовательно принимает значения 2, 4, 6... 20.
Цикл с постусловием
Цикл с постусловием во многом похож на цикл со счетчиком: он выполняется до тех пор, пока остается истинным условие цикла. Причем условие проверяется не до, а после выполнения тела цикла, отчего цикл с постусловием и получил свое название. Такой цикл выполнится хотя бы один раз, даже если его условие с самого начала ложно.
Формат цикла с постусловием:
do
<тело цикла>
while (<условие>);
Для задания цикла с постусловием предусмотрены ключевые слова do и while, по-этому такие циклы часто называют "циклами do-while".
Вот пример цикла с постусловием:
do {
a = a * i + 2;
++i;
} while (a < 100);
А вот еще один пример:
var a = 0, i = 1;
do {
a = a * i + 2;
++i;
} while (i < 20);
Хотя здесь удобнее был бы уже знакомый нам и специально предназначенный для таких случаев цикл со счетчиком.
Цикл с предусловием
Цикл с предусловием отличается от цикла с постусловием тем, что условие проверяется перед выполнением тела цикла. Так что, если оно (условие) изначально ложно, цикл не выполнится ни разу:
while (<условие>)
<тело цикла>
Для создания цикла с постусловием предусмотрено ключевое слово while. Поэтому такие циклы называют еще "циклами while" (не путать с "циклами do-while"!).
Пример цикла с предусловием:
while (a < 100) {
a = a * i + 2;
++i;
}
Прерывание и перезапуск цикла
Иногда бывает нужно прервать выполнение цикла. Для этого JavaScript предоставляет Web-программистам операторы break и continue.
Оператор прерывания break позволяет прервать выполнение цикла и перейти к следующему за ним выражению:
while (a < 100) {
a = a * i + 2;
if (a > 50) break;
++i;
}
В этом примере мы прерываем выполнение цикла, если значение переменной a превысит 50.
Оператор перезапуска continue позволяет перезапустить цикл , т. е. оставить невыполненными все последующие выражения, входящие в тело цикла, и запустить выполнение цикла с самого его начала: проверка условия, выполнение приращения и тела и т. д.
Пример:
while (a < 100) {
i = ++i;
if (i > 9 && i < 11) continue;
a = a * i + 2;
}
Здесь мы пропускаем выражение, вычисляющее a , для всех значений i от 10 до 20.
Что отступы можно считать показателем сложности кода (хотя и довольно грубым). Сами по себе отступы нейтральны, так как они – лишь средство форматирования текста, но всё дело в том, что они используются для выделения особых блоков программ, например – управляющих конструкций. Читая код и натыкаясь на отступ, программист вынужден принимать во внимание то, на что указывает отступ, держать в памяти контекст, в котором существует выделенный блок. Это, естественно, повторяется, если в выделенном отступами участке кода появляется ещё один особый фрагмент.
Если не обращать внимание на содержание текстов, то вот как обычно выглядит сложный код, участки которого похожи на лежащие на боку буквы «V», и простой код, блок которого, если не учитывать разную длину строк, похож на прямоугольник.
Чем больше отступов – тем сложнее обычно и код
Конструкции, которые надо выделять отступами, будут в коде всегда, речи о том, чтобы совсем избавиться от них, не идёт. Однако, в наших силах уменьшить сложность программ, которые мы пишем, за счёт рационального выбора абстракций для решения встающих перед нами задач.
Возьмём, например, массивы. Традиционно для их обработки используют различные виды циклов. Понятия «массив» и «цикл» неразрывно связаны в сознании многих программистов. Однако цикл – конструкция весьма неоднозначная. Вот что пишет о циклах Луис Атенцио в книге «Функциональное программирование в JavaScript »: «Цикл – это жёсткая управляющая конструкция, которую нелегко использовать повторно и сложно состыковать с другими операциями. Кроме того, использование циклов означает появление кода, который меняется с каждой итерацией.»
Можно ли избавиться от циклов?
Цикл – одна из основных структурных управляющих конструкций, и, собственно, мы не собираемся говорить о том, что циклы – это зло, от которого надо избавляться. Наша главная цель заключается в снижении сложности собственного кода за счёт минимального использования циклов при обработке массивов. Возможно ли это? Предлагаем выяснить вместе.
Циклы
Мы уже говорили о том, что управляющие конструкции, вроде циклов, усложняют код. Но почему это так? Взглянем на то, как работают циклы в JavaScript.В JS существует несколько способов организации циклов. В частности, один из базовых видов циклов – это while . Прежде чем вникать в подробности, немного подготовимся. А именно – создадим функцию и массив, с которым будем работать.
// oodlify:: String -> String
function oodlify(s) {
return s.replace(//g, "oodle");
}
const input = [
"John",
"Paul",
"George",
"Ringo",
];
Итак, имеется массив, каждый элемент которого мы собираемся обработать с помощью функции oodlify . Если использовать для решения этой задачи цикл while , получится следующее:
Let i = 0;
const len = input.length;
let output = ;
while (i < len) {
let item = input[i];
let newItem = oodlify(item);
output.push(newItem);
i = i + 1;
}
Обратите внимание на то, что мы, для того, чтобы отслеживать текущий обрабатываемый элемент массива, используем счётчик i . Необходимо инициализировать его нулём и увеличивать на единицу в каждой итерации цикла. Кроме того, нужно сравнивать его с длиной массива, с len , для того, чтобы знать, когда надо прекратить работу.
Этот шаблон настолько распространён, что в JavaScript имеется более простой способ организовать подобную конструкцию – цикл for . Такой цикл позволит решить ту же задачу следующим образом:
Const len = input.length;
let output = ;
for (let i = 0; i < len; i = i + 1) {
let item = input[i];
let newItem = oodlify(item);
output.push(newItem);
}
Цикл for – полезная конструкция, так как благодаря ей все стандартные вспомогательные операции со счётчиком выносятся в верхнюю часть блока. Используя while , легко забыть о необходимости инкрементировать счётчик i , что приведёт к запуску бесконечного цикла. Определённо, цикл for гораздо удобнее цикла while . Но давайте притормозим и взглянем на то, чего пытается достичь наш код. Мы хотим обработать, с помощью функции oodlify() , каждый элемент массива и поместить то, что получилось, в новый массив. Сам по себе счётчик, используемый для доступа к элементам массива, нас не интересует.
Подобный шаблон работы с массивами, предусматривающий выполнение неких действий с каждым элементом, весьма распространён. В результате, в ES2015 появилась новая конструкция цикла, которая позволяет забыть о счётчике. Это – цикл for…of . В каждой итерации такого цикла предоставляется следующий элемент массива. Выглядит это так:
Let output = ;
for (let item of input) {
let newItem = oodlify(item);
output.push(newItem);
}
Код выглядит гораздо чище. Обратите внимание на то, что тут нет ни счётчика, ни операции сравнения. При таком подходе даже не нужно обращаться к конкретному элементу массива по индексу. Цикл for…of берёт на себя все вспомогательные операции.
Если завершить на этом исследование способов работы с массивами и применять циклы for…of везде вместо циклов for , это уже будет неплохим шагом вперёд за счёт упрощения кода. Но… мы можем пойти дальше.
Трансформация массивов
Цикл for…of выглядит гораздо чище, чем цикл for , но и с ним в коде имеется немало вспомогательных элементов. Так, надо инициализировать массив output и в каждой итерации цикла вызывать метод push() . Код можно сделать ещё более компактным и выразительным, но прежде чем этим заняться, давайте немного расширим демонстрационную задачу. Как быть, если с помощью функции oodlify() надо обработать два массива?Const fellowship = [
"frodo",
"sam",
"gandalf",
"aragorn",
"boromir",
"legolas",
"gimli",
];
const band = [
"John",
"Paul",
"George",
"Ringo",
];
Вполне очевидное решение – использовать два цикла и обработать массивы в них:
Let bandoodle = ;
for (let item of band) {
let newItem = oodlify(item);
bandoodle.push(newItem);
}
let floodleship = ;
for (let item of fellowship) {
let newItem = oodlify(item);
floodleship.push(newItem);
}
Вполне рабочий вариант. А код, который работает – это гораздо лучше, чем код, который не решает поставленную перед ним задачу. Но два очень похожих фрагмента кода не особенно хорошо согласуются с принципом разработки ПО DRY . Код можно подвергнуть рефакторингу для того, чтобы снизить число повторений.
Следуя этой идее, создаём такую функцию:
Function oodlifyArray(input) {
let output = ;
for (let item of input) {
let newItem = oodlify(item);
output.push(newItem);
}
return output;
}
let bandoodle = oodlifyArray(band);
let floodleship = oodlifyArray(fellowship);
Выглядит это гораздо лучше, но что, если имеется ещё одна функция, с помощью которой мы тоже хотим обрабатывать элементы массивов?
Function izzlify(s) {
return s.replace(/+/g, "izzle");
}
Теперь функция oodlifyArray() не поможет. Однако, если создать ещё одну подобную функцию, на этот раз – izzlufyArray() , мы опять повторимся. Всё же, создадим такую функцию и сравним её с oodlifyArray() :
Function oodlifyArray(input) {
let output = ;
for (let item of input) {
let newItem = oodlify(item);
output.push(newItem);
}
return output;
}
function izzlifyArray(input) {
let output = ;
for (let item of input) {
let newItem = izzlify(item);
output.push(newItem);
}
return output;
}
Эти две функции невероятно похожи. Может быть, обобщим шаблон, которому они следуют? Наша цель заключается следующем: «Имеются массив и функция. Нужно получить новый массив, в который будут записаны результаты обработки каждого из элементов исходного массива с помощью функции». Подобный способ обработки массивов называют «отображением» или «трансформацией» (mapping в англоязычной терминологии). Функции, которые выполняют подобные операции, обычно называют «map». Вот как выглядит наш вариант такой функции:
Function map(f, a) {
let output = ;
for (let item of a) {
output.push(f(item));
}
return output;
}
Хотя цикл теперь и вынесен в отдельную функцию, совсем избавиться от него не получилось. Если пойти до конца и попытаться обойтись совсем без циклических конструкций, можно написать рекурсивный вариант того же самого:
Function map(f, a) {
if (a.length === 0) { return ; }
return .concat(map(f, a.slice(1)));
}
Рекурсивное решение выглядит весьма элегантно. Всего пара строчек кода и минимум отступов. Но рекурсивные реализации алгоритмов обычно используют с большой осторожностью, кроме того, они отличаются плохой производительностью в старых браузерах. И, на самом деле, нам совершено не нужно самим писать функцию реализации операции отображения, если только на то нет веской причины. То, что делает наша функция map – задача настолько распространённая, что в JavaScript имеется встроенный метод map() . Если воспользоваться этим методом, код окажется вот таким:
Let bandoodle = band.map(oodlify);
let floodleship = fellowship.map(oodlify);
let bandizzle = band.map(izzlify);
let fellowshizzle = fellowship.map(izzlify);
Обратите внимание на то, что здесь вообще нет ни отступов, ни циклов. Конечно, при обработке данных, где-то в недрах JavaScript, могут использоваться циклы, но это уже – не наша забота. Теперь код получился и сжатым, и выразительным. Кроме того, он проще.
Почему этот код проще? Может показаться, что вопрос это глупый, но подумайте об этом. Он проще потому что он короче? Нет. Компактность кода – это не признак простоты. Он проще потому что при таком подходе мы разбили задачу на части. А именно, есть две функции, которые работают со строками: oodlify и izzlify . Эти функции не должны ничего знать о массивах или о циклах. Имеется ещё одна функция – map , которая работает с массивами. При этом ей совершенно безразлично, какого типа данные в массиве, или то, что именно мы хотим с этими данными делать. Она просто исполняет любую переданную ей функцию, передавая ей элементы массива. Вместо того, чтобы всё смешивать, мы разделили обработку строк и обработку массивов. Именно поэтому итоговый код оказался проще.
Свёртка массивов
Итак, функция map весьма полезна, но она не перекрывает все варианты обработки массивов, в которых используются циклы. Она хороша в случаях, когда на основе некоего массива нужно создать новый, имеющий ту же длину. Но что, если нам нужно, например, сложить все элементы числового массива? Или, если надо найти самую короткую строку в списке? Иногда требуется обработать массив и, фактически, сформировать на его основе одно значение.Рассмотрим пример. Предположим, имеется список объектов, каждый из которых представляет супергероя:
Const heroes = [
{name: "Hulk", strength: 90000},
{name: "Spider-Man", strength: 25000},
{name: "Hawk Eye", strength: 136},
{name: "Thor", strength: 100000},
{name: "Black Widow", strength: 136},
{name: "Vision", strength: 5000},
{name: "Scarlet Witch", strength: 60},
{name: "Mystique", strength: 120},
{name: "Namora", strength: 75000},
];
Надо найти самого сильного героя. Для того, чтобы это сделать, можно воспользоваться циклом for…of:
Let strongest = {strength: 0};
for (let hero of heroes) {
if (hero.strength > strongest.strength) {
strongest = hero;
}
}
Учитывая все обстоятельства, этот код не так уж и плох. Мы обходим в цикле массив, храня объект самого сильного из просмотренных героев в переменной strongest . Для того, чтобы яснее увидеть шаблон работы с массивом, представим, что ещё надо выяснить общую силу всех героев.
Let combinedStrength = 0;
for (let hero of heroes) {
combinedStrength += hero.strength;
}
В каждом из этих двух примеров имеется рабочая переменная, которую инициализируют перед запуском цикла. Затем, в каждой итерации, обрабатывают один элемент массива и обновляют переменную. Для того, чтобы выделить схему работы ещё лучше, вынесем операции, выполняемые внутри циклов, в функции, и переименуем переменные для того, чтобы подчеркнуть схожесть производимых действий.
Function greaterStrength(champion, contender) {
return (contender.strength > champion.strength) ? contender: champion;
}
function addStrength(tally, hero) {
return tally + hero.strength;
}
const initialStrongest = {strength: 0};
let working = initialStrongest;
for (hero of heroes) {
working = greaterStrength(working, hero);
}
const strongest = working;
const initialCombinedStrength = 0;
working = initialCombinedStrength;
for (hero of heroes) {
working = addStrength(working, hero);
}
const combinedStrength = working;
Если всё переписано так, как показано выше, два цикла оказываются очень похожими. Единственное, что их отличает – это вызываемые в них функции и начальные значения переменных. В обоих циклах массив сворачивается до одного значения. В англоязычной терминологии такая операция называется «reducing». Поэтому создадим функцию reduce , реализующую обнаруженный шаблон.
Function reduce(f, initialVal, a) {
let working = initialVal;
for (let item of a) {
working = f(working, item);
}
return working;
}
Надо отметить, что, как и в случае с шаблоном функции map , шаблон функции reduce распространён так широко, что JavaScript предоставляет его в качестве встроенного метода массивов. Поэтому свой метод, если на это нет особой причины, писать не нужно. С использованием стандартного метода код будет выглядеть так:
Const strongestHero = heroes.reduce(greaterStrength, {strength: 0});
const combinedStrength = heroes.reduce(addStrength, 0);
Если присмотреться к итоговому результату, можно обнаружить, что получившийся код ненамного короче того, что был раньше, экономия совсем невелика. Если бы мы использовали функцию reduce , написанную самостоятельно, то, в целом, код получился бы больше. Однако, наша цель заключается не в том, чтобы писать короткий код, а в том, чтобы уменьшать его сложность. Итак, уменьшили ли мы сложность программы? Могу утверждать, что уменьшили. Мы отделили код циклов от кода, который обрабатывает элементы массива. В результате отдельные участки программы стали более независимыми. Код получился проще.
На первый взгляд функция reduce может показаться довольно примитивной. В большинстве примеров использования этой функции демонстрируются простые вещи, вроде сложения всех элементов числовых массивов. Однако, нигде не сказано, что значение, которое возвращает reduce , должно быть примитивным типом. Это может быть объект или даже другой массив. Когда я впервые это понял, это меня поразило. Можно, например, написать реализацию операции отображения или фильтрации массива с использованием reduce . Предлагаю вам самим это попробовать.
Фильтрация массивов
Итак, имеется функция map для выполнения операций над каждым элементом массива. Есть функция reduce , которая позволяет сжать массив до единственного значения. Но что, если нужно извлечь из массива лишь некоторые его элементы? Для того, чтобы эту идею исследовать, расширим список супергероев, добавим туда некоторые дополнительные данные:Const heroes = [
{name: "Hulk", strength: 90000, sex: "m"},
{name: "Spider-Man", strength: 25000, sex: "m"},
{name: "Hawk Eye", strength: 136, sex: "m"},
{name: "Thor", strength: 100000, sex: "m"},
{name: "Black Widow", strength: 136, sex: "f"},
{name: "Vision", strength: 5000, sex: "m"},
{name: "Scarlet Witch", strength: 60, sex: "f"},
{name: "Mystique", strength: 120, sex: "f"},
{name: "Namora", strength: 75000, sex: "f"},
];
Теперь предположим, что имеется две задачи:
- Найти всех героев-женщин.
- Найти всех героев, сила которых превышает 500.
Let femaleHeroes = ;
for (let hero of heroes) {
if (hero.sex === "f") {
femaleHeroes.push(hero);
}
}
let superhumans = ;
for (let hero of heroes) {
if (hero.strength >= 500) {
superhumans.push(hero);
}
}
В общем-то, выглядит это вполне пристойно. Но тут невооруженным глазом виден повторяющийся шаблон. На самом деле, циклы совершенно одинаковые, различаются они только блоками if . Что если вынести эти блоки в функции?
Function isFemaleHero(hero) {
return (hero.sex === "f");
}
function isSuperhuman(hero) {
return (hero.strength >= 500);
}
let femaleHeroes = ;
for (let hero of heroes) {
if (isFemaleHero(hero)) {
femaleHeroes.push(hero);
}
}
let superhumans = ;
for (let hero of heroes) {
if (isSuperhuman(hero)) {
superhumans.push(hero);
}
}
Функции, которые возвращают только true или false иногда называют предикатами. Мы используем предикат для принятия решения о том, надо ли сохранить в новом массиве очередное значение из массива heroes .
То, как мы переписали код, сделало его длиннее. Но, после выделения функций-предикатов, стало лучше видно повторяющиеся участки программы. Создадим функцию, которая позволит от этих повторений избавиться:
Function filter(predicate, arr) {
let working = ;
for (let item of arr) {
if (predicate(item)) {
working = working.concat(item);
}
}
return working;
}
const femaleHeroes = filter(isFemaleHero, heroes);
const superhumans = filter(isSuperhuman, heroes);
Здесь, как и в случае со встроенными функциями map и reduce , в JavaScript имеется то же самое, что мы тут написали, в виде стандартного метода filter объекта Array . Поэтому писать собственную функцию, без явной необходимости, не нужно. С использованием стандартных средств код будет выглядеть так:
Const femaleHeroes = heroes.filter(isFemaleHero);
const superhumans = heroes.filter(isSuperhuman);
Почему такой подход гораздо лучше, чем использование цикла for…of ? Подумайте о том, как этим можно воспользоваться на практике. У нас имеется задача вида: «Найти всех героев, которые…». Как только выяснилось, что можно решить задачу с использованием стандартной функции filter , работа упрощается. Всё, что нужно – сообщить этой функции, какие именно элементы нас интересуют. Делается это через написание одной компактной функции. Не нужно заботиться ни об обработке массивов, ни о дополнительных переменных. Вместо этого мы пишем крошечную функцию-предикат и задача решена.
И, как и в случае с другими функциями, которые работают с массивами, использование filter позволяет выразить больше информации в меньшем объёме кода. Не нужно читать весь стандартный код цикла для того, чтобы разобраться в том, что именно мы фильтруем. Вместо этого всё, что нужно понять, описано прямо при вызове метода.
Поиск в массивах
Фильтрация – весьма полезная операция. Но что, если надо найти лишь одного супергероя из списка? Скажем, нас интересует Black Widow. Функцию filter вполне можно использовать для решения этой задачи:Function isBlackWidow(hero) {
return (hero.name === "Black Widow");
}
const blackWidow = heroes.filter(isBlackWidow);
Главная проблема тут заключается в том, что подобное решение не отличается эффективностью. Метод filter просматривает каждый элемент массива. Однако, известно, что в массиве лишь одного героя зовут Black Widow, а это значит, что можно остановиться после того, как этот герой найден. В то же время, функциями-предикатами удобно пользоваться. Поэтому напишем функцию find , которая найдёт и вернёт первый подходящий элемент:
Function find(predicate, arr) {
for (let item of arr) {
if (predicate(item)) {
return item;
}
}
}
const blackWidow = find(isBlackWidow, heroes);
Тут, опять же, надо сказать, что в JavaScript есть встроенная функция, которая делает в точности то, что нужно:
Const blackWidow = heroes.find(isBlackWidow);
В итоге, как и прежде, удалось выразить нашу идею более сжато. С использованием встроенной функции find , задача поиска определённого элемента сводится к одному вопросу: «По какому признаку можно определить, что искомый элемент обнаружен?» При этом не надо беспокоиться о деталях.
О функциях reduce и filter
Читатели заметили, что неэффективно дважды проходиться по списку героев в вышеприведённых примерах к функциям reduce и filter . Использование оператора расширения (spread operator) из ES2015 позволяет удобно скомбинировать две функции, занятых свёрткой массива, в одну. Вот изменённый фрагмент кода, который позволяет проходиться по массиву лишь один раз:Function processStrength({strongestHero, combinedStrength}, hero) {
return {
strongestHero: greaterStrength(strongestHero, hero),
combinedStrength: addStrength(combinedStrength, hero),
};
}
const {strongestHero, combinedStrength} = heroes.reduce(processStrength, {strongestHero: {strength: 0}, combinedStrength: 0});
Не могу не заметить, что эта версия будет немного сложнее, чем та, в которой по массиву проходились дважды, но, если массив огромен, сокращение числа проходов по нему может оказаться весьма кстати. В любом случае, порядок сложности алгоритма остаётся O(n).
Итоги
Полагаю, представленные здесь функции – это отличный пример того, почему продуманно выбранные абстракции и пользу приносят, и в коде выглядят хорошо. Допустим, что мы используем встроенные функции везде, где это возможно. В каждом случае получается следующее:- Мы избавляемся от циклов, что делает код более сжатым и, скорее всего, более лёгким для чтения.
- Используемый шаблон описывается с использованием подходящего имени стандартного метода. То есть – map , reduce , filter , или find .
- Масштаб задачи уменьшается. Вместо самостоятельного написания кода для обработки массива, нужно лишь указать стандартной функции на то, что надо с массивом сделать.
На самом деле, если обо всём этом задуматься, можно прийти к выводу, который, в первый момент, кажется удивительным. Оказывается, если использовать лишь четыре вышеописанных шаблона обработки массивов, можно убрать из JS-кода практически все циклы. Ведь что делается в практически каждом цикле, написанном на JavaScript? В нём либо обрабатывается, либо конструируется некий массив, либо делается и то и другое. Кроме того, в JS есть и другие стандартные функции для работы с массивами, вы вполне можете изучить их самостоятельно. Избавление от циклов практически всегда позволяет уменьшить сложность программ и писать код, который легче читать и поддерживать.
Уважаемые JavaScript-разработчики, а у вас на примете есть стандартные функции, которые позволяют улучшить код, избавившись от каких-нибудь распространённых «самописных» конструкций?
Теги: Добавить метки
Последнее обновление: 08.04.2018
Циклы позволяют в зависимости от определенных условий выполнять некоторое действие множество раз. В JavaScript имеются следующие виды циклов:
for..in
for..of
while
do..while
Цикл for
Цикл for имеет следующее формальное определение:
For ([инициализация счетчика]; [условие]; [изменение счетчика]){ // действия }
Например, используем цикл for для перебора элементов массива:
Var people = ["Tom", "Alice", "Bob", "Sam"];
for(var i = 0; i Первая часть объявления цикла - var i = 0 - создает и инициализирует счетчик - переменную i. И перед выполнением цикла ее
значение будет равно 0. По сути это то же самое, что и объявление переменной. Вторая часть - условие, при котором будет выполняться цикл. В данном случае цикл будет выполняться, пока значение i не достигнет величины, равной длине массива people.
Получить длину массива можно с помощью свойства length: people.length . Третья часть - приращение счетчика на единицу. И так как в массиве 4 элемента, то блок цикла сработает 4 раза, пока значение i не станет равным people.length (то есть 4).
И каждый раз это значение будет увеличиваться на 1. Каждое отдельное повторение цикла называется итерацией. Таким образом, в данном случае
сработают 4 итерации. А с помощью выражения people[i] мы сможем получить элемент массива для его последующего вывода в браузере. Необязательно увеличивать счетчик на единицу, можно производить с ним другие действия, например, уменьшать на единицу: Var people = ["Tom", "Alice", "Bob", "Sam"];
for(var i = people.length - 1; i >= 0; i--){
console.log(people[i]);
}
В данном случае массив выводится с конца, а перебор массива начинается с i = 3 до i = 0. Цикл for..in
предназначен для перебора массивов и объектов. Его формальное определение: For (индекс in массив) {
// действия
}
Например, переберем элементы массива: Var people = ["Tom", "Alice", "Bob", "Sam"];
for(var index in people){
console.log(people);
}
Цикл for...of
похож на цикл for...in и предназначен для перебора коллекций, например, массивов: Let users = ["Tom", "Bob", "Sam"];
for(let val of users)
console.log(val);
Текущий перебираемый элемент коллекции помещается в переменную val, значение которой затем выводится на консоль. Цикл while выполняется до тех пор, пока некоторое условие истинно. Его формальное определение: While(условие){
// действия
}
Опять же выведем с помощью while элементы массива: Var people = ["Tom", "Alice", "Bob", "Sam"];
var index = 0;
while(index < people.length){
console.log(people);
index++;
}
Цикл while здесь будет выполняться, пока значение index не станет равным длине массива. В цикле do сначала выполняется код цикла, а потом происходит проверка условия в инструкции while. И пока это условие истинно, цикл
повторяется. Например: Var x = 1;
do{
console.log(x * x);
x++;
}while(x < 10)
Здесь код цикла сработает 9 раз, пока x не станет равным 10. При этом цикл do гарантирует хотя бы однократное выполнение действий, даже если условие в инструкции while не будет истинно. Иногда бывает необходимо выйти из цикла до его завершения. В этом случае мы можем воспользоваться оператором break
: < array.length; i++)
{
if (array[i] > 10)
break;
document.write(array[i] + "");
}
Данный цикл перебирает все элементы массива, однако последние четыре элемента не будут выведены в браузере, поскольку поверка if (array[i] > 10)
прервет выполнение цикла с помощью оператора break, когда перебор массива дойдет до элемента 12. Если нам надо просто пропустить итерацию, но не выходить из цикла, мы можем применять оператор continue
: Var array = [ 1, 2, 3, 4, 5, 12, 17, 6, 7 ];
for (var i = 0; i < array.length; i++)
{
if (array[i] > 10)
continue;
document.write(array[i] + "");
}
В этом случае, если программа встретит в массиве число, больше 10, то это число не будет выводиться в браузере.for..in
Цикл for...of
Цикл while
do..while
Операторы continue и break
