JavaScript - Циклы. Циклы
Как и в других языках программирования, в JavaScript реализованы циклы
.
Несколько слов об их основном предназначении. Предположим у нас есть блок кода, который точно необходимо повторить некоторое количество раз подряд:
Var mew = "Mew!";
console.log("Cat says:");
// here is repeating code
console.log(mew);
console.log(mew);
console.log(mew);
console.log(mew);
В данном случае мы повторяем запись в консоль строки "Mew!" ровно 4 раза. Мы видим, что если нам придется повторять какой-нибудь более сложный блок кода, то это будет весьма громоздко. Таким образом необходим механизм, который повторит некоторый блок кода требуемое количество раз. Как раз это и делает цикл .
В JS используются циклы, аналогичные другим популярным языкам программирования (C/C++, PHP, JAVA):
- for (
) - повторяет некоторый блок кода в зависимости от заданных параметров - while (booleanExpression) - повторяет некоторый блок кода в зависимости от логического значения booleanExpression
- do-while (booleanExpression) - аналог предыдущего типа цикла, но со своей особенностью
В этом уроке рассмотрим цикл for() . В качестве значения опций
For (S1; C1; S2) {
code-to-repeat;
}
Параметр S1 - это инструкция, которая будет выполнена перед первой итерацией . Фактически это инициализация цикла.
Параметр C1 - это логическое выражение или значение, которое будет проверятся перед каждой итерацией цикла. Если значение этого выражение true, то выполняется последующая итерация. В противном случае - цикл прекращается. Фактически - это условие продолжения работы цикла. Заметим, что для первой итерации эта проверка будет выполнена после выполнения инструкции S1 .
Параметр S2 - это инструкция, которая выполняется после каждой итерации .
Схематически это можно представить на следующем изображении:
Теперь вернемся к нашему примеру и перепишем его, используя цикл for:
Тут в качестве инструкции S1 выступает определения и инициализация переменной i . В качестве условия продолжения работы цикла выступает выражение i <= 4 . В качестве инструкции S2, которая выполняется после каждой итерации, выступает операция инкремента переменной i - увеличение ее значения на 1 . Таким образом, получим повторение записи в консоль значения переменной mew ровно 4 раза. Переменная i в таких циклах называется счетчиком .
Рассмотрим еще один пример применения этого цикла - перебор значений массива.
Var arr = ;
For (i = 0; i
console.log(arr[i]);
}
В данном случае мы динамически создали переменную i , которая является счетчиком итераций, а в условии использовали свойство объекта массива, которое содержит количество его элементов.
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.
Цикл - это управляющая инструкция, позволяющая повторять выполнение программного кода определённое количество раз. Каждое отдельное исполнение инструкций в теле цикла называется итерацией .
Цикл while
Синтаксис цикла while:
Выражение в круглых скобках называется условием выполнения цикла или кратко условием . Сначала вычисляется значение выражения. Полученное значение, если необходимо, неявно преобразуется к булеву типу. Если результатом вычисления выражения является значение true , то инструкция, расположенная в теле цикла, выполняется, затем управление передаётся в начало цикла и условие вычисляется снова. Если результатом вычисления выражения является значение false , интерпретатор завершает работу цикла и переходит к выполнению инструкции следующей за циклом. Таким образом, интерпретатор снова и снова выполняет код расположенный в теле цикла, пока условие остаётся истинным:
Var i = 0; while (i < 3) { // Выполнять код, пока значение переменной i меньше 3 alert("i: " + i); i++; // Увеличиваем значение переменной i }
Цикл do-while
Синтаксис цикла do-while:
Цикл do-while похож на цикл while , за исключением того, что проверка условия выполнения цикла производится после первой итерации, а не перед ней, и завершается цикл точкой с запятой. Так как условие проверяется после итерации, код в теле цикла do-while всегда выполняется минимум один раз:
Var count = 0; do { document.write(count + " "); count++; } while(count < 5); Попробовать »
Данный цикл может быть полезен, когда код в теле цикла должен быть выполнен хотя бы один раз, независимо от условия выполнения.
Цикл for
Синтаксис цикла for:
В цикле for располагаются три выражения, разделяемые точкой с запятой. Эти три выражения имеют следующий порядок выполнения:
- Первое выражение всегда вычисляется только один раз - перед первой итерацией. Поэтому обычно в качестве первого выражения выступает определение переменной, которая используется в условии выполнения цикла в качестве счётчика.
- Второе выражение определяет условие выполнения цикла. Оно вычисляется перед каждой итерацией и определяет, будет ли выполняться тело цикла. Если результатом вычисления выражения является истинное значение, программный код в теле цикла выполняется. Если возвращается ложное значение, выполнение цикла завершается и управление переходит к следующей после цикла инструкции. Если при первой проверке условия, оно оказывается ложным, код в теле цикла не выполнится ни разу.
- После каждой итерации вычисляется третье выражение. Обычно его используют для изменения значения переменной, которая используется в проверке условия выполнения цикла.
Пример цикла for:
For (var count = 0; count < 5; count++) document.write(count + " "); Попробовать »
Как видно из примера, цикл for в отличие от других циклов позволяет сгруппировать связанный с циклом код в одном месте.
Любое из выражений в цикле for может отсутствовать, однако сами точки с запятой обязательно должны присутствовать, иначе будет синтаксическая ошибка. При отсутствии второго выражения цикл будет выполняться бесконечно.
Var i = 0; for (; i < 4; i++) ... var i = 0; for (; i < 4;) ... for (var i = 1; /* нет условия */ ; i++) ... // Это эквивалентно следующему коду for (var i = 1; true; i++) ...
Вместо одного выражения можно указать несколько выражений, разделяя их оператором запятая.
// не выполнится, так как в проверке условия последнее выражение false
for (i = 1; i < 4, false; i++) ...
for (var i = 1, j = 5; i <= 5; i++, j--)
document.write(i + " " + j +"
");
Попробовать »
Цикл for-in
Цикл for-in используется для перебора в случайном порядке перечисляемых свойств объекта и имеет следующий синтаксис:
For (переменная in объект) инструкция;
Слева от ключевого слова in указывается имя переменной, которой перед началом каждой итерации цикла присваивается в виде строки имя одного из свойств объекта. Справа от ключевого слова in указывается объект, свойства которого будут перебираться циклом. Цикл будет выполняться до тех пор, пока не будут перебраны все доступные свойства. Если переменная, представляющая объект, будет иметь значение null или undefined цикл не выполнится ни разу:
Var obj = {x: 5, y: 10}; for (var prop in obj) { alert(prop); }
Чтобы связанный с циклом код был в одном месте, в цикле for-in допускается объявлять переменную. Поэтому, в качестве выражения перед ключевым словом in обычно выступает объявление переменной, которой будут присваиваться имена свойств.
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
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.
