一文搞懂JavaScript陣列的特性

2023-04-23 12:01:39

前言

陣列是幾乎所有程式語言的基礎語法,JavaScript因為語法特性,之前缺少一些集合類物件,對陣列的使用就會更多一些,因此我們更需要理解陣列知識。
然而大部分人對陣列都已經非常熟悉了,所以本文將不會介紹陣列的基礎語法和用法,而是從JavaScript中陣列的一些特殊之處入手,通過這些少有特性的詳細介紹,加深我們對陣列的理解。

基本介紹

首先,作為開始,我們還是需要簡單介紹下JavaScript中的陣列,基本如下:

  • 有序的資料集合,索引值從0開始遞增
  • 擁有length長度屬性
  • 陣列元素值可以是JavaScript中的任何型別
  • 是動態的,可以增減元素
  • 可以迴圈陣列元素,擁有一系列可操作的實體方法
  • 支援元素為陣列的多維陣列
  • 讀取元素以陣列名[索引值]的方式表示

以上就是對陣列的基礎介紹,大部分都很熟悉,接下來,我們就來看看陣列的一些特殊之處,

陣列型別和判斷

在JavaScript中,是沒有陣列這種資料型別的,所以陣列本質上是一種特殊的物件,它的型別值會返回 object,如下所示:

typeof [] // 'object'

由於返回的是 object 型別,就無法通過 typeof 語法判斷一個值或物件是否是陣列,得使用其他方式,才能正確的判斷陣列物件。

typeof的詳細知識,可見博文 typeof詳解

判斷為陣列的方式

判斷一個物件是否為陣列,有不少種方式,但我們一般使用較多也就兩三種,而其中最正確有效的方式就兩種。

正確判斷方式

這兩種正確有效判斷陣列型別的方式如下:

  • Array.isArray()
    ES6推出的語法,專門用於判斷物件型別是否為陣列,是則返回true,否則返回false,簡單好用。
  • Object.prototype.toString.call()
    在ES6推出之前的JS語法中,一般使用這種方式來判斷陣列,除了陣列,它可以準確判斷出其他幾乎所有的JS資料型別。
Array.isArray([1, 2, 3]) // true
Object.prototype.toString.call([]) // '[object Array]'
Object.prototype.toString.call({}) // '[object Object]'

以上程式碼,就是這兩種有效方式的範例,都能準確有效的判斷。
當前的前端開發種,ES6語法基本普及的情況下,使用 Array.isArray() 將更方便。

其他方式介紹

除以上兩種以外,還有其他幾種基於原型鏈上的判斷方式,可用於判斷陣列,但這些方式都不夠準確:

  • [] instanceof Array
    這裡使用instanceof運運算元表示給定值是否是陣列的範例。
  • [].constructor === Array
    給定值的範例建構函式是否是陣列。
  • Array.prototype.isPrototypeOf([])
    給定值的原型鏈上是否存在陣列。
  • Object.getPrototypeOf([]) === Array.prototype
    給定值的原型物件是否等於陣列的原型物件。

這幾種方式本質上都比較類似,只不過由於原型鏈能夠被修改,所以這幾種方式並不推薦使用。
如使用 instanceof 判斷的方式:

[] instanceof Array // true
[] instanceof Object // true

以上程式碼,使用 instanceof 運運算元時,一個陣列範例屬於 ArrayObject,都是成立的,因為Object在Array的原型鏈上。

陣列索引值和長度

陣列通過下標索引值進行元素值的讀取,必須要使用方括號才可以,否則無法讀取元素值。

const arr = [1, 2, 3]
arr[1] // 2
arr.1 // Uncaught SyntaxError: Unexpected number

以上程式碼,使用 arr.1 的寫法,就報了語法錯誤,因為JavaScript中單獨數位作為識別符號是不合法的。關於錯誤型別,可見博文js中的Error錯誤型別

前面提到,陣列是一種特殊的物件,而object物件,是可以通過鍵名來讀取元素的,只不過陣列的鍵名只能是數位,所以當做識別符號讀取時報錯。而object物件如果使用數位作鍵名時,也無法通過識別符號來讀取:

const obj = { 1: 'hello' }
obj.1 // Uncaught SyntaxError: Unexpected number

如上程式碼所示,物件使用 obj.1 的方式讀取屬性,也是報同樣的錯誤。

索引值是字串

陣列使用方括號讀取元素值,而Object物件也能通過這樣的方法讀取屬性值,這樣就算物件的鍵名是數位也能正常讀取了:

const obj = { 1: 'hello', key: 'world' }
obj[1] // 'hello'
obj['key'] // 'world'

事實上,JavaScript中Object物件的鍵名均為字串型別,而陣列的型別又是object,所以它的索引值(鍵名)也可以使用字串。

const arr = [1, 2, 3]
arr['1'] // 2
arr['2'] // 3

以上程式碼,當使用 '1'、'2' 等字串時,也能正確讀取陣列的元素。

但需要注意的是,陣列的索引值,必須是能自動轉成正整數數位的值。如果是其他數值的時候,則需要注意。

索引值為小數、負數

如果陣列使用小數或者負數讀寫操作時,陣列是什麼一種表現呢,可以看下面的程式碼:

const arr = [1,2]
arr[-1] = 0
arr[2.0] = 5
arr[3.6] = 8
Array.isArray(arr) // true
arr // [1, 2, 5, -1: 0, 3.6: 8]
arr.length // 3
arr[-1] // 0
arr[3.6] // 0

以上程式碼所示:

  • 使用小數 2.0,能自動轉換成正整數,所以可以作為陣列的第三個元素;
  • 使用負數 -1 和無法自動轉換成正整數的小數 3.6,這兩種情況都作為了陣列的鍵值對的方式成為了陣列的屬性,但並不被包含在陣列元素中,因為陣列的length屬性為3,並不包含這兩個值。
  • 負數 -1 和小數 3.6,都被當作字串在使用,同理,也可以使用 arr[true] = 50,這裡的bool值 true,也被當做了字串 'true'。

所以,負數或小數不能作為陣列的索引值,但可以被當做鍵值對的方式,作為陣列的屬性被讀寫。

索引值是字串等其他型別時

如果我們給陣列使用字串、布林值等其他型別的值作為下標索引時,這個時候和小數負數的表現類似。
就是把陣列用作了物件,這些型別的下標索引則都被當做了陣列物件的屬性在操作,可以正常讀寫,但不是陣列的元素,不計入陣列的length長度中。

const arr = [1]
arr['key'] = 0
arr['value'] = '是的'
arr.length // 1
arr // [1, key: 0, value: '是的']

以上程式碼,就體現了陣列屬於物件型別的特點,可以增加鍵值對的屬性。

索引與屬性

前文已經多次提到,陣列是一種特殊型別的物件,而陣列的這些特別之處很多都與物件有關。
另外,我們還需要知道的是,陣列的索引雖然可以像物件一樣,當做鍵名字串使用,但它們還是有所區別的。
陣列是按照數位的順序進行排列的集合,而物件的屬性名則是無序的。所以我們使用特殊鍵名(如字串、負數等)給陣列賦值時,這些值都不是陣列的元素,而是當做了物件的屬性。

length屬性

length是陣列的長度屬性,表示陣列元素的個數,但請注意,它不是唯讀,而是可寫的,即我們可以給陣列的length屬性賦值:

[].length = 3
// 陣列的長度被賦予為3

但有幾點要注意:

  • 如果設定陣列的length值小於元素個數,則陣列會自動刪除所有大於length值的元素
  • 如果設定陣列的length值大於元素個數,則陣列元素個數會自動增加到length值,並且新增的元素都是空位(返回undefined)
  • 如果將陣列的length屬性設定為0,則會清空整個陣列,變為空陣列
  • 陣列的length值必須為正整數(或可以自動轉換成正整數的值),其他值都是不合法的,設定不合法值時會報錯。
    • 能自動轉換成正整數的值包含 2.0''truefalse'10' 等等這類
const arr = [1, 2]
arr.length = true
console.log(arr) // [1]

arr.length = -1 // VM307:1 Uncaught RangeError: Invalid array length

以上程式碼範例,
修改了陣列的length值為true,true可以轉換成1,陣列的長度就變為了1,元素被刪除了一個;
當設定陣列長度為負數的時候,報錯,無效的陣列長度。

另外,除了以上幾種情況,還有我們需要知道的一點就是,陣列有最大長度。

陣列的最大長度

JavaScript中的陣列能賦予的最大長度是32位元的正整數,即 2**32 - 1 = 4294967295,從0計算,長度減1。
當我們給陣列設定的長度超過最大長度的值時,也會報無效長度的錯誤:

[].length = 4294967296 // Uncaught RangeError: Invalid array length

但如果我們使用超過最大長度的數位作為鍵名給陣列賦值的話,則仍然可以使用,如下程式碼所示:

const arr = []
arr[4294967296] = 1
arr // [4294967296: 1]

前面也有介紹過,這是由於陣列本質上是個物件,當使用超出最大長度範圍的數位時,這個數位會被當做陣列一個屬性的鍵名,並且可以自動轉成字串,這個時候它並不陣列的元素,也不計算在陣列的length屬性裡,和前文介紹索引值時一樣。

建立陣列的三種方式

當前JS中,建立陣列大致有三種方式:陣列字面量語法、Array建構函式、Array.of()。

陣列字面量語法

字面量語法建立陣列,是JavaScript中最常用的一種方式,由於方便簡單,大部分程式碼都會使用它。

const arr1 = [] // 建立一個空陣列
const arr2 = [1, 2, true, null, 'hello'] // 給定陣列的元素
console.log(arr2) // [1, 2, true, null, 'hello']

以上程式碼,就是使用了字面量語法建立陣列,如果不給元素值就會建立一個空陣列。
需要了解的是,陣列字面量語法其實也是基於對Array建構函式的一種簡化使用。

Array建構函式

Array物件本身是JavaScript的一個內建物件,它是 function 型別,能當做建構函式使用,這與大多數內建物件一樣,是否使用 new 操作符都可以。
因此,我們通過呼叫 Array()new Array(),就能建立陣列物件。陣列建構函式可以使用多種形式的可選引數,只不過依據引數不同,結果會有一定差異。

  1. 不傳引數時,返回一個空陣列
Array() // []
  1. 只傳入一個引數時,表現不太一致
  • 當引數為0時,建立一個空陣列
Array(0) // []
  • 當引數是單個正整數時,將建立一個length長度為該引數數值的陣列,並且所有陣列元素都是空位(返回undefined)
const arr = new Array(10)
arr.length // 10
arr[2] // undefined
  • 當引數是非正整數,如負數、小數等等,則會報錯,無法建立陣列
Array(10.6) // Uncaught RangeError: Invalid array length
Array(-6) // Uncaught RangeError: Invalid array length

以上程式碼,小數和負數,都報無效陣列長度的錯誤。

但是,對於能自動轉換成整數的數位(小數位為0),則可以正常建立陣列,如下程式碼所示:

const arr = new Array(10.0)
arr.length // 10
arr[2] // undefined
  • 當引數是非數位的其他型別,如字串值、布林值、物件、陣列、函數、null、undefined等等,則該引數將會成為新陣列的第一個元素,陣列的length長度自然就是1。
Array('hello') // ['hello']
Array(true) //[true]
Array([30]) // [Array(1)]
Array(null) // [null]
  • 只有一個引數的情況下,如果引數裡多了尾逗號,則會忽略,仍能正常建立陣列:
Array(0,) // []
Array(true,) // [true]
  1. 傳入多個引數時

所有引數都會成為新陣列的元素,不論引數是什麼型別的值。

Array(1, 2) // [1, 2]
Array(1, 2, true, null, 'hello')  // [1, 2, true, null, 'hello']
Array(-1, 2.2, 3) // [-1, 2.2, 3]
Array(1, 2, 3,) // [1, 2, 3]

以上程式碼,
第三行,加了負數和小數,也能正常建立陣列;
第四行,引數裡多了一個尾逗號,但會被忽略。

Array.of()

Array.of(item…) 是ES6提供的一個陣列靜態方法,使用它同樣可以建立陣列。

該方法也提供了可選引數,但與Array建構函式的區別在於:Array.of() 的行為更一致,不論它的引數有幾個、是什麼型別,都會被當做新陣列的元素成員,當然如果不傳入引數,則會生成空陣列。包括負數和小數,也都會被當成元素,不會報錯。
比如,Array.of(5) 會建立只有一個成員(5)且長度為1的陣列,而 Array(5) 則是建立一個長度為5且元素皆是空位的陣列。

所以,Array.of方法彌補了Array建構函式引數差異導致的不足,除了字面量語法外,我們應該儘量用於替代Array建構函式。

Array.of() // []
Array.of(5) // [5]
Array.of(1, 2, true, null, 'hello') // [1, 2, true, null, 'hello']
Array.of(-1) // [-1]
Array.of(2.2, 0) // [2.2, 0]

從以上程式碼可以看出,當我們使用Array.of方法時,所有引數都作為了陣列的元素,這可以完全解決Array建構函式帶來的不一致問題。

空位(空元素)

空位是指陣列中某個逗號前面,沒有任何值,是空的,這樣的元素就是空元素,又叫空位。
空位在JavaScript的陣列中是允許存在的,並不會報語法錯誤或其他異常,陣列能正常使用,所以我們需要了解它的一些特性。

逗號後面沒有值,不產生空位,也不影響陣列。

我們先看一個空位的範例:

const arr1 = [,]
const arr2 = [1, , , 4]

以上程式碼,就是空位在陣列中的表現,其中arr1有1個空位,arr2在首尾兩個元素中間有2個空位。

空位作為陣列的一種特殊存在,它的一些基本表現如下:

  • 空位是陣列的一個正常元素
  • 空位會被計算進陣列的長度裡,即length屬性會包含空位
  • 空位可以通過索引讀取,返回undefined。
const arr = [1, , , 4]
arr.length // 4
arr[2] // undefined

以上程式碼,定義了有2個空位的陣列,陣列長度不受影響,是4,讀取空位值時返回undefined。

除了以上這些特點以外,空位還有其他一些需要注意的地方。

delete

delete運運算元能夠刪除物件的屬性,那麼同樣可在陣列中使用它。
使用delete操作符刪除陣列元素的時候,就會產生空位,元素表現也符合空位的特點。

const arr = ['a', 'b', 'c']
delete arr[1]
console.log(arr) // ['a', , 'c']

以上程式碼,使用delete刪除了陣列的第二個元素,就在這個位置形成了一個空位。

迴圈遍歷空位

空位是被當做一個正常的陣列元素,並被計算在length屬性裡的,所以當我們遍歷有空位的陣列的時候,需要小心,不然會產生一些不必要的問題。

針對空位遍歷時主要的一些注意點,總結如下:

  • for、while、for-of三個迴圈語句,都會正常遍歷到空位,並輸出空位的值為undefined。
  • for-in迴圈語句,則會直接跳過空位,不會遍歷空位。
  • 陣列的實體方法裡面:
    • forEach、map、every、some、filter、reduce、flat,也都會直接跳過空位;
    • find、findIndex,則會讀取到空位,返回undefined。
    • indexOf、lastIndexOf、includes,無法讀取空位,因為空位啥也沒有。
  • 當使用Object物件的keys、values、entries方法的時候,也是直接跳過空位。
const arr = [1, , , 4]
for (let i in arr) {
  console.log(i)
} // 跳過空位,輸出為 '0' 和 '3'
for (let i of arr) {
  console.log(i)
} // 讀取空位,輸出為 1 undefined undefined 4

arr.forEach((vl) => {
  console.log(vl)
}) // 跳過空位,輸出為 5 2

Object.keys(arr) // 也是跳過空位,輸出為 ['0', '3']

以上程式碼,就是遍歷時的部分範例,與上面總結的表現一致,for-of 能讀取空位,其他如 for-inforEacheObject.keys 則直接跳過空位,不會遍歷輸出。

需要注意的是,空位在索引讀取、或者部分語法存取的時候返回的undefined,但它並不等於undefined,空位所有的這些特點,undefined並沒有。如果遍歷的時候,undefined是陣列元素的話,那它在任何情況下都能讀取到。

陣列空位的字串輸出

另外,當陣列被當做字串輸出的時候,空位也有自己特有的輸出。

  • 使用join() 和 toString() 方法的時候,空位元素輸出只有一個逗號。
[1, , , 4].join() // '1,,,4'
[1, , , 4].toString() // '1,,,4'
  • 使用JSON.stringify() 方法的時候,空位輸出為 null 字串。
JSON.stringify([1, , , 4]) // '[1,null,null,4]'

in運運算元

in運運算元用於檢查物件的某個屬性鍵名是否存在,返回布林值,陣列屬於物件,所以也能適用。
陣列的鍵名就是索引值,我們使用陣列索引值判斷即可。

const arr = [1, 2, 3]
0 in arr // true
'2' in arr // true
3 in arr // false

以上程式碼,陣列有三個元素,索引值0-2,而3並不屬於、返回了false。
之前已有介紹物件鍵名是字串,陣列的索引值使用數位和字串都沒問題。

另外,就是對於陣列中的空位,in運運算元返回的是false:

const arr = [1, ,2]
0 in arr //true
1 in arr // false

以上程式碼,陣列的第二個元素是空元素,那它使用 in 判斷時,返回了false。

總結

本文我們主要講述的是陣列的特性,從型別、陣列判斷、索引值、length屬性、建立陣列的方式、建構函式、空位、in運運算元等幾個方面對陣列做了詳細的介紹,著重於陣列的特別之處。
通過這些內容知識,相信能夠讓我們更加深入的理解JavaScript中的陣列,為我們寫出更好的程式碼添磚加瓦。