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Javascript 深入學習循環(huán)

Cristalven / 3023人閱讀

摘要：遞歸函數(shù)還會受到瀏覽器調(diào)用棧的大小的限制。雖然迭代也會導致性能問題，但是使用優(yōu)化的循環(huán)就可以代替長時間運行的遞歸函數(shù)，可以提高新能，因為運行一個循環(huán)比反復調(diào)用一個函數(shù)的開銷要小。

本文章記錄本人在深入學習js循環(huán)中看書理解到的一些東西，加深記憶和并且整理記錄下來，方便之后的復習。

選擇正確的循環(huán)體 
  
在大部分編程語言中，代碼執(zhí)行的時間多數(shù)消耗在循環(huán)的執(zhí)行上。

js定義了4種類型的循環(huán)：for, while, do while, for in。

for循環(huán)是最常用的循環(huán)結(jié)構(gòu)，它由四個部分組成：

初始化體

前測條件

后執(zhí)行條件

循環(huán)體。

當遇到一個for循環(huán)的時候，初始化體首先執(zhí)行，然后進入前測條件。如果前測條件的計算為true，就會執(zhí)行循環(huán)體，然后運行后執(zhí)行條件。

Javascriptfor (var i = 0; i < 10; i++) {
    // 循環(huán)體
};

while循環(huán)是一個簡單的前測循環(huán)，由一個前測條件和一個循環(huán)體構(gòu)成。在執(zhí)行循環(huán)體之前，先對前測條件進行計算。如果為true就執(zhí)行循環(huán)體。否則就會跳過循環(huán)體。

Javascriptvar i = 1;
while (i < 10) {
    // 循環(huán)體
    i ++;
};

do while循環(huán)是js中唯一的一種后測試的循環(huán)，它包括兩個部分：循環(huán)體和后側(cè)條件。記住：在一個do while循環(huán)中，循環(huán)體至少會運行一次，后測條件決定循環(huán)體是否再次運行。

Javascriptvar i = 1;
do {
    // 循環(huán)體
} while (i++ < 10)

for in循環(huán)有一個非常特殊的用途：可以枚舉任何對象的命名函數(shù)屬性。

Javascriptfor (var attr in object) {
    // 循環(huán)體
};

每一次循環(huán)，屬性都會被對象的屬性的名字（一個字符串）填充，直到所有的對象屬性遍歷完才會返回。返回的屬性包括對象的使實例屬性和對象從原型鏈基礎來的屬性。

想要提高循環(huán)性能，第一步選用哪種循環(huán)。在這四個循環(huán)里面，for in循環(huán)執(zhí)行的速度都比其他三個循環(huán)要慢。

比較 for 和 while

大部分情況下我們都不會采用for in循環(huán)，但是其他的循環(huán)類型性能都相當，難以確定哪種循環(huán)執(zhí)行速度更快。選擇循環(huán)類型應該基于需求而不是性能。

可以通過設計for和while循環(huán)來完成特定動作的重復性操作。從3個目標來分析如何正確的選用for和while循環(huán)。

語義角度比較

for和while循環(huán)可以按照下面的模式來進行互相的轉(zhuǎn)換。

Javascriptfor (initialization; test; increment) // 聲明并且初始化循環(huán)變量，循環(huán)條件，遞增循環(huán)變量
    statements // 可執(zhí)行的循環(huán)語句

相當于：

Javascriptinitialization  // 聲明并且初始化循環(huán)變量
while (test) {  // 循環(huán)條件
    statements  // 可執(zhí)行的循環(huán)語句
    increment   // 遞增循環(huán)變量
}

for循環(huán)是以循環(huán)變量的變化來控制循環(huán)進程的，即for循環(huán)流程是預先計劃好的，雖然中途可能會因存在異常情況或特別情況而退出循環(huán)，但是循環(huán)的規(guī)律是有章可循的。這樣的話就方便預知循環(huán)的次數(shù)和每次循環(huán)的狀態(tài)信息等等。

while循環(huán)根據(jù)特定條件來決定循環(huán)操作，由于條件是動態(tài)的，無法預知條件幾時是true或者false，因此該循環(huán)操作就具有很大的不確定性，每一次循環(huán)時都不知道下一次循環(huán)狀態(tài)如何，只能通過條件的變化來確定。

所以for循環(huán)通常用于有規(guī)律的重復操作中。while循環(huán)通常用于特定條件的重復操作，以及依據(jù)特定事件控制的循環(huán)等操作。

思維模式角度比較

for循環(huán)和while循環(huán)在思維模式上也存在差異。

for循環(huán)中，將循環(huán)的三個要素（起始值、終止值和步長）定義為3個基本表達式作為結(jié)構(gòu)語法的一部分固定在for語句里面，使用小括號;進行語法分隔，這樣有利于js的進行快速預編譯。

在閱讀到for循環(huán)結(jié)構(gòu)的第一行代碼的時候，就能夠獲取到整個循環(huán)結(jié)構(gòu)的控制方式，然后再根據(jù)上面的表達式來決定是否執(zhí)行循環(huán)體內(nèi)的語句。

Javascriptfor (var i = 0; i < 10; i++) {
    alert(i);
};

可以按照下面的邏輯思維進行總結(jié)：

執(zhí)行循環(huán)條件：1 < i < 10、步長為i++。

執(zhí)行循環(huán)語句：alert(i);。

這種把循環(huán)操作的環(huán)境條件和循環(huán)操作語句分離開的設計能夠提高程序的執(zhí)行效率，同時能夠避免因為把循環(huán)條件與循環(huán)語句混合在一起而造成的錯誤。

在for循環(huán)的特異性導致在執(zhí)行復雜的條件時效率會大大的降低。相對而言，while循環(huán)就比較適合運http://naotu.baidu.com/viewshare.html?shareId=auuohz8fwm8k的條件，它將復雜的循環(huán)控制放在循環(huán)體內(nèi)執(zhí)行，而while語句自身僅用于測試循環(huán)條件，這樣就避免了結(jié)構(gòu)的分隔和邏輯的跳躍。

Javascriptvar a = true, b = 1;
while (a) {  // 在循環(huán)體內(nèi)間接計算迭代
    if (9 < b) {
        a = false;
    }
    alert(b);
    b++;
}

從達到目標的角度比較

有一些循環(huán)的循環(huán)次數(shù)在循環(huán)之前就可以先預測，如計算1到100的數(shù)字和。而有一些循環(huán)具有不可預測性們無法事前確定循環(huán)的次數(shù)，甚至無法預知循環(huán)操作的趨向，這些構(gòu)成了在設計循環(huán)結(jié)構(gòu)時候必須考慮的達成目標需要解決的問題，即使是相同的操作，如果達到的目標的角度不同，可能重復了操作的設計也就不同。

使用遞歸

許多復雜的算法都是通過比較容易實現(xiàn)的遞歸實現(xiàn)。如階乘函數(shù)。

Javascriptfunction factorial(n) {
    if (0 === n) {
        return 1;
    } else {
        return n * factorial(n - 1);
    }
};

遞歸函數(shù)的問題：錯誤定義或者缺少終結(jié)條件會導致函數(shù)運行時間過長，使瀏覽器出現(xiàn)假死現(xiàn)象。遞歸函數(shù)還會受到瀏覽器調(diào)用棧的大小的限制。

在ES6中js擁有了尾遞歸優(yōu)化，詳情請看迎接ECMAScript 6, 使用尾遞歸

使用迭代

可以通過遞歸函數(shù)實現(xiàn)的算法都可以通過迭代來實現(xiàn)。迭代算法通常包括幾個不同的循環(huán)，分別對應算法過程中的不同方面。雖然迭代也會導致性能問題，但是使用優(yōu)化的循環(huán)就可以代替長時間運行的遞歸函數(shù)，可以提高新能，因為運行一個循環(huán)比反復調(diào)用一個函數(shù)的開銷要小。

使用迭代來實現(xiàn)合并排序算法：

Javascriptfunction merge(left, right) {
    var result = [];
    while (left.length > 0 && right.length > 0) {
        if (left[0] < right[0]) {
            result.push(left.shift());
        } else {
            result.push(right.shift());
        }
    }
    return result.concat(left).concat(right);
};
function mergeSort(items) {
    if (items.length === 1) {
        return items;
    }
    var work = [];
    for (var i = 0, len = items.length; i < len; i++) {
        work.push(items[i]);
    };
    work.push([]);
    for (var lim = len; lim > 1; lim = (lim + 1) / 2) {
        for (var j = 0, k = 0; k < lim; j++, k += 2) {
            work[j] = merge(work[k], work[k + 1]);
        }
        work[j] = [];
    };
    return work[0];
};
優(yōu)化循環(huán)結(jié)構(gòu)

循環(huán)結(jié)構(gòu)是最浪費資源的一種流程。循環(huán)結(jié)構(gòu)中的一點小的損耗都會被放大，從而影響程序運行的效率。

優(yōu)化結(jié)構(gòu)

循環(huán)結(jié)構(gòu)常常是與分支結(jié)構(gòu)混合在一起，所以如何嵌套也就非常的講究。例如，設計一個循環(huán)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)內(nèi)的循環(huán)語句只有在特定的條件下才被執(zhí)行，

Javascriptvar a = true;
for (var i = 0; i < 10; i++) {
    if (a) {} //條件判斷
};

在這個循環(huán)里面，if語句會被反復的運行，如果這個if語句是一個固定的條件檢測表達式，如果if的條件不會受到循環(huán)結(jié)構(gòu)的影響，那么用下面這種結(jié)構(gòu)設計會更加復合:

Javascriptif (a) {
    for (var i = 0; i < 10; i++) {
    };
}

但是if條件表達式受循環(huán)結(jié)構(gòu)的制約，那就不能使用這種結(jié)構(gòu)嵌套了。

避免不必要的重復操作

在循環(huán)里面經(jīng)常會存在一些不必要的損耗。下面一個例子：

Javascriptfor (var i = 0; i < 10; i++) {
    var a= [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10];
    alert(a[i]);
};

在這個循環(huán)里面，每循環(huán)一次就會在定義一個新的數(shù)組，很明顯這是一個重復的操作，把數(shù)組放到循環(huán)體外面會更加的高效：

Javascriptvar a= [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10];
for (var i = 0; i < 10; i++) {
    alert(a[i]);
};

妥善定義循環(huán)變量

對于for循環(huán)來說，它主要利用循環(huán)變量來控制整個結(jié)構(gòu)的運行。當循環(huán)變量僅用于結(jié)構(gòu)內(nèi)部的時候，不妨在for語句外面定義循環(huán)的變量，這樣也可以優(yōu)化循環(huán)結(jié)構(gòu)。

  
最后，如果文章有什么錯誤和疑問的地方，請指出。與sf各位共勉！

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