【前端学算法】js常用遍历方法特点及性能、复杂度分析

在项目开发中,数组的遍历是一种常见的操作,一直以来,就是根据喜好和方便性来使用。最近开始学习算法,所以开始关注不同数组遍历方法的特点、性能及复杂度,现将项目中常用的5种遍历方法(纯遍历,不涉及过滤、条件判断等额外需求)总结如下:

for循环

  • 特点: 支持使用continuebreakreturn,能改变原数组的值。

  • 性能: 相对而言,for 循环是最快的遍历方法,因为它直接操作数组的索引,没有额外的开销。

  • 复杂度: 时间复杂度O(n),空间复杂度O(1)。(仅针对方法本身而言,不考虑方法内执行的其他代码及循环次数,下同。)

普通版

js 复制代码
for(let i = 0; i < arr.length; i++) { 
}

优化版

js 复制代码
for(let i = 0,len = arr.length ; i < len; i++) { 
}

使用临时变量,将长度缓存起来,避免重复获取数组长度,当数组较大时优化效果明显。

forEach方法

  • 特点: 不支持continuebreakreturn,能改变原数组。

  • 性能: 在大多数情况下性能良好,但与普通的 for 循环相比可能稍慢。

  • 复杂度: 时间复杂度O(n),空间复杂度O(1)。

map方法

  • 特点: 不支持continuebreak,不改变原数组,可以return一个新数组。

  • 性能: 在遍历过程中创建了一个新数组,相对于普通遍历会有一些额外的开销。

  • 复杂度: 时间复杂度O(n),空间复杂度O(n)。

for in循环

  • 特点: 支持使用continuebreakreturn,一般用于遍历对象,它会将本身属性和原型链上的属性(除系统内置属性)全部遍历出来即便是不可枚举属性(enumerable:false), 也可以通过 items.hasOwnProperty来遍历本身属性。

  • 性能: 由于查询到自己的原型链上,所以性能方面比较差。

  • 复杂度: 时间复杂度O(n),空间复杂度O(1)。

for of

  • 特点: 支持使用continuebreakreturn,这种方式是es6里面用到的,可以遍历任何可迭代对象,如数组、字符串、Map、Set、DOM collection等。

  • 性能: 性能要好于for in,但仍然比不上普通for循环。

  • 复杂度: 时间复杂度O(n),空间复杂度O(1)。

性能测试

js 复制代码
const largeArray = new Array(1000000);
largeArray.fill(null);

// 使用 for 循环
console.time('for');
for (let i = 0; i < largeArray.length; i++) {
// 执行操作
}
console.timeEnd('for');

// 使用 for...of
console.time('for...of');
for (const item of largeArray) {
// 执行操作
}
console.timeEnd('for...of');

// 使用 forEach

console.time('forEach');
largeArray.forEach((item, index) => {
// 执行操作
});
console.timeEnd('forEach');

// 使用 map
console.time('map');
largeArray.map((item, index) => {
// 执行操作
});
console.timeEnd('map');

// 使用 for...in (通常不推荐用于数组遍历,因为它会遍历对象的可枚举属性,包括非数字键)
console.time('for...in');
for (const index in largeArray) {
// 执行操作
}
console.timeEnd('for...in');

备注:console.time() 方法是计算器的起始方法,结束方法为 console.timeEnd() ,该方法执行后会将执行时长显示在控制台上。

测试结果:

参考结论: for > forEach> map > for of > for in。(上述代码每次执行时间有差异,所以这个结论只是一个参考)

小结

  • 虽然上述遍历方法在时间复杂度和空间复杂度上的描述是相同的(除了map),但是这只是一种定性描述,通过上述执行效率测试可以看出,他们的性能还是有区别的。

    1.for循环性能最优

    2.for in性能最差

  • 性能差异在数量不大时可能是微不足道的,所以应根据实际需求和代码可读性来选择适当的遍历方法。

    1.不需要保留原数组,不需要中断循环,使用forEach代替常规for, 更简洁、易读

    2.需要保留原数组并使用逻辑处理后的新数组时用map

    3.遍历对象时,使用for..of,尽量不使用for..in

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