本文深入探讨JavaScript数组的各种方法，包括转换、高阶函数、数组操作和排序算法的实现。通过详细解析，帮助读者掌握数组方法的底层原理，提升编程技能。
笔者最近在对原生JS的知识做系统梳理，因为我觉得JS作为前端工程师的根本技术，学再多遍都不为过。打算来做一个系列，一共分三次发，以一系列的问题为驱动，当然也会有追问和扩展，内容系统且完整，对初中级选手会有很好的提升，高级选手也会得到复习和巩固。这是本系列的第二篇。
扫了一眼目录后，也许你可能会说：这些八百年都用不到的东西，我为什么要会?是，我承认真实业务场景中并不会要你手写一个splice, 手写深拷贝或者V8的数组排序，但我要说的是，问这些问题的初衷并不是让你拿到平时去用的，而是检验你对 JS语言的理解有没有到达那样的水准，有一些 边界情况是否能够考虑到，有没有基本的 计算机素养(比如最基本的排序方法到底理不理解)，未来有没有潜力去设计出更加优秀的产品或者框架。如果你仅仅是想通过一篇文章来解决业务中的临时问题，那不好意思，请出门左拐，这篇文章确实不适合你。但如果你觉得自己的原生编程能力还有待提高，想让自己的思维能力上一个台阶，希望我这篇"呕心沥血"整理了1w多字的文章能够让你有所成长。另外补充一句，本文并不针对面试，但以下任何一篇的内容放在面试中，都是非常惊艳的操作：）
第七篇: 函数的arguments为什么不是数组？如何转化成数组？
因为argument是一个对象，只不过它的属性从0开始排，依次为0，1，2...最后还有callee和length属性。我们也把这样的对象称为类数组。
常见的类数组还有：
用getElementByTagName/ClassName/Name（）获得的HTMLCollection
用querySlector获得的nodeList
那这导致很多数组的方法就不能用了，必要时需要我们将它们转换成数组，有哪些方法呢？
1. Array.prototype.slice.call()
function sum(a, b) {let args = Array.prototype.slice.call(arguments);console.log(args.reduce((sum, cur) => sum + cur));//args可以调用数组原生的方法啦}sum(1, 2);//3
2. Array.from()
function sum(a, b) {let args = Array.from(arguments);console.log(args.reduce((sum, cur) => sum + cur));//args可以调用数组原生的方法啦}sum(1, 2);//3
这种方法也可以用来转换Set和Map哦！
3. ES6展开运算符
function sum(a, b) {let args = [...arguments];console.log(args.reduce((sum, cur) => sum + cur));//args可以调用数组原生的方法啦}sum(1, 2);//3
4. 利用concat+apply
function sum(a, b) {let args = Array.prototype.concat.apply([], arguments);//apply方法会把第二个参数展开console.log(args.reduce((sum, cur) => sum + cur));//args可以调用数组原生的方法啦}sum(1, 2);//3
当然，最原始的方法就是再创建一个数组，用for循环把类数组的每个属性值放在里面，过于简单，就不浪费篇幅了。
第七篇: forEach中return有效果吗？如何中断forEach循环？
在forEach中用return不会返回，函数会继续执行。
let nums = [1, 2, 3];nums.forEach((item, index) => {return;//无效})
中断方法：
使用try监视代码块，在需要中断的地方抛出异常。
官方推荐方法（替换方法）：用every和some替代forEach函数。every在碰到return false的时候，中止循环。some在碰到return ture的时候，中止循环
第八篇: JS判断数组中是否包含某个值
方法一：array.indexOf
此方法判断数组中是否存在某个值，如果存在，则返回数组元素的下标，否则返回-1。
var arr=[1,2,3,4];var index=arr.indexOf(3);console.log(index);
方法二：array.includes(searcElement[,fromIndex])
此方法判断数组中是否存在某个值，如果存在返回true，否则返回false
var arr=[1,2,3,4];if(arr.includes(3))console.log("存在");elseconsole.log("不存在");
方法三：array.find(callback[,thisArg])
返回数组中满足条件的第一个元素的值，如果没有，返回undefined
var arr=[1,2,3,4];var result = arr.find(item =>{return item > 3});console.log(result);
方法四：array.findeIndex(callback[,thisArg])
返回数组中满足条件的第一个元素的下标，如果没有找到，返回
-1]var arr=[1,2,3,4];var result = arr.findIndex(item =>{return item > 3});console.log(result);
当然，for循环当然是没有问题的，这里讨论的是数组方法，就不再展开了。
第九篇: JS中flat---数组扁平化
对于前端项目开发过程中，偶尔会出现层叠数据结构的数组，我们需要将多层级数组转化为一级数组（即提取嵌套数组元素最终合并为一个数组），使其内容合并且展开。那么该如何去实现呢？
需求:多维数组=>一维数组
let ary = [1, [2, [3, [4, 5]]], 6];// -> [1, 2, 3, 4, 5, 6]let str = JSON.stringify(ary);
1. 调用ES6中的flat方法
ary = arr.flat(Infinity);
2. replace + split
ary = str.replace(/(\[|\])/g, '').split(',')
3. replace + JSON.parse
str = str.replace(/(\[|\]))/g, '');str = '[' + str + ']';ary = JSON.parse(str);
4. 普通递归
let result = [];let fn = function(ary) {for(let i = 0; i < ary.length; i++) {let item = ary[i];if (Array.isArray(ary[i])){fn(item);} else {result.push(item);}}}
5. 利用reduce函数迭代
function flatten(ary) {return ary.reduce((pre, cur) => {return pre.concat(Array.isArray(cur) ? flatten(cur) : cur);}, []);}let ary = [1, 2, [3, 4], [5, [6, 7]]]console.log(flatten(ary))
6：扩展运算符
//只要有一个元素有数组，那么循环继续while (ary.some(Array.isArray())) {ary = [].concat(...ary);}
这是一个比较实用而且很容易被问到的问题，欢迎大家交流补充。
第十篇: JS数组的高阶函数——基础篇
1.什么是高阶函数
概念非常简单，如下:
一个函数就可以接收另一个函数作为参数或者返回值为一个函数，这种函数就称之为高阶函数。那对应到数组中有哪些方法呢？
2.数组中的高阶函数
1.map
参数:接受两个参数，一个是回调函数，一个是回调函数的this值(可选)。
其中，回调函数被默认传入三个值，依次为当前元素、当前索引、整个数组。
创建一个新数组，其结果是该数组中的每个元素都调用一个提供的函数后返回的结果
对原来的数组没有影响
let nums = [1, 2, 3];let obj = {val: 5};let newNums = nums.map(function(item,index,array) {return item + index + array[index] + this.val;//对第一个元素，1 + 0 + 1 + 5 = 7//对第二个元素，2 + 1 + 2 + 5 = 10//对第三个元素，3 + 2 + 3 + 5 = 13}, obj);console.log(newNums);//[7, 10, 13]
当然，后面的参数都是可选的 ，不用的话可以省略。
2. reduce
参数: 接收两个参数，一个为回调函数，另一个为初始值。回调函数中三个默认参数，依次为积累值、当前值、整个数组。
let nums = [1, 2, 3];// 多个数的加和let newNums = nums.reduce(function(preSum,curVal,array) {return preSum + curVal;}, 0);console.log(newNums);//6
不传默认值会怎样？
不传默认值会自动以第一个元素为初始值，然后从第二个元素开始依次累计。
3. filter
参数: 一个函数参数。这个函数接受一个默认参数，就是当前元素。这个作为参数的函数返回值为一个布尔类型，决定元素是否保留。
filter方法返回值为一个新的数组，这个数组里面包含参数里面所有被保留的项。
let nums = [1, 2, 3];// 保留奇数项let oddNums = nums.filter(item => item % 2);console.log(oddNums);
4. sort
参数: 一个用于比较的函数，它有两个默认参数，分别是代表比较的两个元素。
举个例子:
let nums = [2, 3, 1];//两个比较的元素分别为a, bnums.sort(function(a, b) {if(a > b) return 1;else if(a < b) return -1;else if(a == b) return 0;})
当比较函数返回值大于0，则 a 在 b 的后面，即a的下标应该比b大。
反之，则 a 在 b 的后面，即 a 的下标比 b 小。
整个过程就完成了一次升序的排列。
当然还有一个需要注意的情况，就是比较函数不传的时候，是如何进行排序的？
答案是将数字转换为字符串，然后根据字母unicode值进行升序排序，也就是根据字符串的比较规则进行升序排序。
第十一篇: 能不能手动实现数组的map方法 ?
依照 ecma262 草案，实现的map的规范如下:
下面根据草案的规定一步步来模拟实现map函数:
Array.prototype.map = function(callbackFn, thisArg) {// 处理数组类型异常if (this === null || this === undefined) {throw new TypeError("Cannot read property 'map' of null or undefined");}// 处理回调类型异常if (Object.prototype.toString.call(callbackfn) != "[object Function]") {throw new TypeError(callbackfn + ' is not a function')}// 草案中提到要先转换为对象let O = Object(this);let T = thisArg;let len = O.length >>> 0;let A = new Array(len);for(let k = 0; k < len; k++) {// 还记得原型链那一节提到的 in 吗？in 表示在原型链查找// 如果用 hasOwnProperty 是有问题的，它只能找私有属性if (k in O) {let kValue = O[k];// 依次传入this, 当前项，当前索引，整个数组let mappedValue = callbackfn.call(T, KValue, k, O);A[k] = mappedValue;}}return A;}
这里解释一下, length >>> 0, 字面意思是指"右移 0 位"，但实际上是把前面的空位用0填充，这里的作用是保证len为数字且为整数。
举几个特例：
null >>> 0 //0undefined >>> 0 //0void(0) >>> 0 //0function a (){}; a >>> 0 //0[] >>> 0 //0var a = {}; a >>> 0 //0123123 >>> 0 //12312345.2 >>> 0 //450 >>> 0 //0-0 >>> 0 //0-1 >>> 0 //4294967295-1212 >>> 0 //4294966084
总体实现起来并没那么难，需要注意的就是使用 in 来进行原型链查找。同时，如果没有找到就不处理，能有效处理稀疏数组的情况。
最后给大家奉上V8源码，参照源码检查一下，其实还是实现得很完整了。
function ArrayMap(f, receiver) {CHECK_OBJECT_COERCIBLE(this, "Array.prototype.map");// Pull out the length so that modifications to the length in the// loop will not affect the looping and side effects are visible.var array = TO_OBJECT(this);var length = TO_LENGTH(array.length);if (!IS_CALLABLE(f)) throw %make_type_error(kCalledNonCallable, f);var result = ArraySpeciesCreate(array, length);for (var i = 0; i < length; i++) {if (i in array) {var element = array[i];%CreateDataProperty(result, i, %_Call(f, receiver, element, i, array));}}return result;}
参考:
V8源码
Array 原型方法源码实现大揭秘
ecma262草案
第十二篇: 能不能手动实现数组的reduce方法 ?
依照 ecma262 草案，实现的reduce的规范如下:
其中有几个核心要点:
1、初始值不传怎么处理
2、回调函数的参数有哪些，返回值如何处理。
Array.prototype.reduce = function(callbackfn, initialValue) {// 异常处理，和 map 一样// 处理数组类型异常if (this === null || this === undefined) {throw new TypeError("Cannot read property 'reduce' of null or undefined");}// 处理回调类型异常if (Object.prototype.toString.call(callbackfn) != "[object Function]") {throw new TypeError(callbackfn + ' is not a function')}let O = Object(this);let len = O.length >>> 0;let k = 0;let accumulator = initialValue;if (accumulator === undefined) {for(; k < len ; k++) {// 查找原型链if (k in O) {accumulator = O[k];k++;break;}}// 循环结束还没退出，就表示数组全为空throw new Error('Each element of the array is empty');}for(;k < len; k++) {if (k in O) {// 注意，核心！accumulator = callbackfn.call(undefined, accumulator, O[k], O);}}return accumulator;}
其实是从最后一项开始遍历，通过原型链查找跳过空项。
最后给大家奉上V8源码，以供大家检查:
function ArrayReduce(callback, current) {CHECK_OBJECT_COERCIBLE(this, "Array.prototype.reduce");// Pull out the length so that modifications to the length in the// loop will not affect the looping and side effects are visible.var array = TO_OBJECT(this);var length = TO_LENGTH(array.length);return InnerArrayReduce(callback, current, array, length,arguments.length);}function InnerArrayReduce(callback, current, array, length, argumentsLength) {if (!IS_CALLABLE(callback)) {throw %make_type_error(kCalledNonCallable, callback);}var i = 0;find_initial: if (argumentsLength < 2) {for (; i < length; i++) {if (i in array) {current = array[i++];break find_initial;}}throw %make_type_error(kReduceNoInitial);}for (; i < length; i++) {if (i in array) {var element = array[i];current = callback(current, element, i, array);}}return current;}
参考:
V8源码
ecma262草案
第十三篇: 能不能手动实现数组的 push、pop 方法 ?
参照 ecma262 草案的规定，关于 push 和 pop 的规范如下图所示:
首先来实现一下 push 方法:
Array.prototype.push = function(...items) {let O = Object(this);let len = this.length >>> 0;let argCount = items.length >>> 0;// 2 ** 53 - 1 为JS能表示的最大正整数if (len + argCount > 2 ** 53 - 1) {throw new TypeError("The number of array is over the max value restricted!")}for(let i = 0; i < argCount; i++) {O[len + i] = items[i];}let newLength = len + argCount;O.length = newLength;return newLength;}
亲测已通过MDN上所有测试用例。MDN链接
然后来实现 pop 方法:
Array.prototype.pop = function() {let O = Object(this);let len = this.length >>> 0;if (len === 0) {O.length = 0;return undefined;}len --;let value = O[len];delete O[len];O.length = len;return value;}
亲测已通过MDN上所有测试用例。MDN链接
参考链接:
V8数组源码
ecma262规范草案
MDN文档
第十四篇: 能不能手动实现数组的 filter 方法 ?
代码如下:
Array.prototype.filter = function(callbackfn, thisArg) {// 处理数组类型异常if (this === null || this === undefined) {throw new TypeError("Cannot read property 'filter' of null or undefined");}// 处理回调类型异常if (Object.prototype.toString.call(callbackfn) != "[object Function]") {throw new TypeError(callbackfn + ' is not a function')}let O = Object(this);let len = O.length >>> 0;let resLen = 0;let res = [];for(let i = 0; i < len; i++) {if (i in O) {let element = O[i];if (callbackfn.call(thisArg, O[i], i, O)) {res[resLen++] = element;}}}return res;}
MDN上所有测试用例亲测通过。
参考:
V8数组部分源码第1025行
MDN中filter文档
第十五篇: 能不能手动实现数组的splice方法 ?
splice 可以说是最受欢迎的数组方法之一，api 灵活，使用方便。现在来梳理一下用法:
splice(position, count) 表示从 position 索引的位置开始，删除count个元素
splice(position, 0, ele1, ele2, ...) 表示从 position 索引的元素后面插入一系列的元素
splice(postion, count, ele1, ele2, ...) 表示从 position 索引的位置开始，删除 count 个元素，然后再插入一系列的元素
返回值为
被删除元素组成的数组。
接下来我们实现这个方法。
参照ecma262草案的规定，详情请点击。
首先我们梳理一下实现的思路。
初步实现
Array.prototype.splice = function(startIndex, deleteCount, ...addElements) {let argumentsLen = arguments.length;let array = Object(this);let len = array.length;let deleteArr = new Array(deleteCount);// 拷贝删除的元素sliceDeleteElements(array, startIndex, deleteCount, deleteArr);// 移动删除元素后面的元素movePostElements(array, startIndex, len, deleteCount, addElements);// 插入新元素for (let i = 0; i < addElements.length; i++) {array[startIndex + i] = addElements[i];}array.length = len - deleteCount + addElements.length;return deleteArr;}
先拷贝删除的元素，如下所示:
const sliceDeleteElements = (array, startIndex, deleteCount, deleteArr) => {for (let i = 0; i < deleteCount; i++) {let index = startIndex + i;if (index in array) {let current = array[index];deleteArr[i] = current;}}};
然后对删除元素后面的元素进行挪动, 挪动分为三种情况:
添加的元素和删除的元素个数相等
添加的元素个数小于删除的元素
添加的元素个数大于删除的元素
当两者相等时，
const movePostElements = (array, startIndex, len, deleteCount, addElements) => {if (deleteCount === addElements.length) return;}
当添加的元素个数小于删除的元素时, 如图所示:
const movePostElements = (array, startIndex, len, deleteCount, addElements) => {//...// 如果添加的元素和删除的元素个数不相等，则移动后面的元素if(deleteCount > addElements.length) {// 删除的元素比新增的元素多，那么后面的元素整体向前挪动// 一共需要挪动 len - startIndex - deleteCount 个元素for (let i = startIndex + deleteCount; i < len; i++) {let fromIndex = i;// 将要挪动到的目标位置let toIndex = i - (deleteCount - addElements.length);if (fromIndex in array) {array[toIndex] = array[fromIndex];} else {delete array[toIndex];}}// 注意注意！这里我们把后面的元素向前挪，相当于数组长度减小了，需要删除冗余元素// 目前长度为 len + addElements - deleteCountfor (let i = len - 1; i >= len + addElements.length - deleteCount; i --) {delete array[i];}}};
当添加的元素个数大于删除的元素时, 如图所示:
const movePostElements = (array, startIndex, len, deleteCount, addElements) => {//...if(deleteCount < addElements.length) {// 删除的元素比新增的元素少，那么后面的元素整体向后挪动// 思考一下: 这里为什么要从后往前遍历？从前往后会产生什么问题？for (let i = len - 1; i >= startIndex + deleteCount; i--) {let fromIndex = i;// 将要挪动到的目标位置let toIndex = i + (addElements.length - deleteCount);if (fromIndex in array) {array[toIndex] = array[fromIndex];} else {delete array[toIndex];}}}};
优化一: 参数的边界情况
当用户传来非法的 startIndex 和 deleteCount 或者负索引的时候，需要我们做出特殊的处理。
const computeStartIndex = (startIndex, len) => {// 处理索引负数的情况if (startIndex < 0) {return startIndex + len > 0 ? startIndex + len: 0;}return startIndex >= len ? len: startIndex;}const computeDeleteCount = (startIndex, len, deleteCount, argumentsLen) => {// 删除数目没有传，默认删除startIndex及后面所有的if (argumentsLen === 1)return len - startIndex;// 删除数目过小if (deleteCount < 0)return 0;// 删除数目过大if (deleteCount > len - deleteCount)return len - startIndex;return deleteCount;}Array.prototype.splice = function (startIndex, deleteCount, ...addElements) {//,...let deleteArr = new Array(deleteCount);// 下面参数的清洗工作startIndex = computeStartIndex(startIndex, len);deleteCount = computeDeleteCount(startIndex, len, deleteCount, argumentsLen);// 拷贝删除的元素sliceDeleteElements(array, startIndex, deleteCount, deleteArr);//...}
优化二: 数组为密封对象或冻结对象
什么是密封对象?
密封对象是不可扩展的对象，而且已有成员的[[Configurable]]属性被设置为false，这意味着不能添加、删除方法和属性。但是属性值是可以修改的。
什么是冻结对象？
冻结对象是最严格的防篡改级别，除了包含密封对象的限制外，还不能修改属性值。
接下来，我们来把这两种情况一一排除。
// 判断 sealed 对象和 frozen 对象, 即 密封对象 和 冻结对象if (Object.isSealed(array) && deleteCount !== addElements.length) {throw new TypeError('the object is a sealed object!')} else if(Object.isFrozen(array) && (deleteCount > 0 || addElements.length > 0)) {throw new TypeError('the object is a frozen object!')}
好了，现在就写了一个比较完整的splice，如下:
const sliceDeleteElements = (array, startIndex, deleteCount, deleteArr) => {for (let i = 0; i < deleteCount; i++) {let index = startIndex + i;if (index in array) {let current = array[index];deleteArr[i] = current;}}};const movePostElements = (array, startIndex, len, deleteCount, addElements) => {// 如果添加的元素和删除的元素个数相等，相当于元素的替换，数组长度不变，被删除元素后面的元素不需要挪动if (deleteCount === addElements.length) return;// 如果添加的元素和删除的元素个数不相等，则移动后面的元素else if(deleteCount > addElements.length) {// 删除的元素比新增的元素多，那么后面的元素整体向前挪动// 一共需要挪动 len - startIndex - deleteCount 个元素for (let i = startIndex + deleteCount; i < len; i++) {let fromIndex = i;// 将要挪动到的目标位置let toIndex = i - (deleteCount - addElements.length);if (fromIndex in array) {array[toIndex] = array[fromIndex];} else {delete array[toIndex];}}// 注意注意！这里我们把后面的元素向前挪，相当于数组长度减小了，需要删除冗余元素// 目前长度为 len + addElements - deleteCountfor (let i = len - 1; i >= len + addElements.length - deleteCount; i --) {delete array[i];}} else if(deleteCount < addElements.length) {// 删除的元素比新增的元素少，那么后面的元素整体向后挪动// 思考一下: 这里为什么要从后往前遍历？从前往后会产生什么问题？for (let i = len - 1; i >= startIndex + deleteCount; i--) {let fromIndex = i;// 将要挪动到的目标位置let toIndex = i + (addElements.length - deleteCount);if (fromIndex in array) {array[toIndex] = array[fromIndex];} else {delete array[toIndex];}}}};const computeStartIndex = (startIndex, len) => {// 处理索引负数的情况if (startIndex < 0) {return startIndex + len > 0 ? startIndex + len: 0;}return startIndex >= len ? len: startIndex;}const computeDeleteCount = (startIndex, len, deleteCount, argumentsLen) => {// 删除数目没有传，默认删除startIndex及后面所有的if (argumentsLen === 1)return len - startIndex;// 删除数目过小if (deleteCount < 0)return 0;// 删除数目过大if (deleteCount > len - deleteCount)return len - startIndex;return deleteCount;}Array.prototype.splice = function(startIndex, deleteCount, ...addElements) {let argumentsLen = arguments.length;let array = Object(this);let len = array.length >>> 0;let deleteArr = new Array(deleteCount);startIndex = computeStartIndex(startIndex, len);deleteCount = computeDeleteCount(startIndex, len, deleteCount, argumentsLen);// 判断 sealed 对象和 frozen 对象, 即 密封对象 和 冻结对象if (Object.isSealed(array) && deleteCount !== addElements.length) {throw new TypeError('the object is a sealed object!')} else if(Object.isFrozen(array) && (deleteCount > 0 || addElements.length > 0)) {throw new TypeError('the object is a frozen object!')}// 拷贝删除的元素sliceDeleteElements(array, startIndex, deleteCount, deleteArr);// 移动删除元素后面的元素movePostElements(array, startIndex, len, deleteCount, addElements);// 插入新元素for (let i = 0; i < addElements.length; i++) {array[startIndex + i] = addElements[i];}array.length = len - deleteCount + addElements.length;return deleteArr;}
以上代码对照MDN文档中的所有测试用例亲测通过。
相关测试代码请前往: 传送门
最后给大家奉上V8源码，供大家检查：V8数组 splice 源码第 660 行
第十六篇: 能不能实现数组的 sort 方法？
估计大家对 JS 数组的sort 方法已经不陌生了，之前也对它的用法做了详细的总结。那，它的内部是如何来实现的呢？如果说我们能够进入它的内部去看一看， 理解背后的设计，会使我们的思维和素养得到不错的提升。
sort 方法在 V8 内部相对与其他方法而言是一个比较高深的算法，对于很多边界情况做了反复的优化，但是这里我们不会直接拿源码来干讲。我们会来根据源码的思路，实现一个 跟引擎性能一样的排序算法，并且一步步拆解其中的奥秘。
V8 引擎的思路分析
首先大概梳理一下源码中排序的思路:
设要排序的元素个数是n：
当 n <= 10 时，采用
插入排序当 n > 10 时，采用
三路快速排序10 < n <= 1000, 采用中位数作为哨兵元素
n > 1000, 每隔 200~215 个元素挑出一个元素，放到一个新数组，然后对它排序，找到中间位置的数，以此作为中位数
在动手之前，我觉得我们有必要为什么这么做搞清楚。
第一、为什么元素个数少的时候要采用插入排序？
虽然
插入排序理论上说是O(n^2)的算法，快速排序是一个O(nlogn)级别的算法。但是别忘了，这只是理论上的估算，在实际情况中两者的算法复杂度前面都会有一个系数的， 当 n 足够小的时候，快速排序nlogn的优势会越来越小，倘若插入排序O(n^2)前面的系数足够小，那么就会超过快排。而事实上正是如此，插入排序经过优化以后对于小数据集的排序会有非常优越的性能，很多时候甚至会超过快排。因此，对于很小的数据量，应用
插入排序是一个非常不错的选择。第二、为什么要花这么大的力气选择哨兵元素？
因为
快速排序的性能瓶颈在于递归的深度，最坏的情况是每次的哨兵都是最小元素或者最大元素，那么进行partition(一边是小于哨兵的元素，另一边是大于哨兵的元素)时，就会有一边是空的，那么这么排下去，递归的层数就达到了n, 而每一层的复杂度是O(n)，因此快排这时候会退化成O(n^2)级别。这种情况是要尽力避免的！如果来避免？
就是让哨兵元素进可能地处于数组的中间位置，让最大或者最小的情况尽可能少。这时候，你就能理解 V8 里面所做的种种优化了。
接下来，我们来一步步实现的这样的官方排序算法。
插入排序及优化
最初的插入排序可能是这样写的:
const insertSort = (arr, start = 0, end) => {end = end || arr.length;for(let i = start; i < end; i++) {let j;for(j = i; j > start && arr[j - 1] > arr[j]; j --) {let temp = arr[j];arr[j] = arr[j - 1];arr[j - 1] = temp;}}return;}
看似可以正确的完成排序，但实际上交换元素会有相当大的性能消耗，我们完全可以用变量覆盖的方式来完成，优化后代码如下:
const insertSort = (arr, start = 0, end) => {end = end || arr.length;for(let i = start; i < end; i++) {let e = arr[i];let j;for(j = i; j > start && arr[j - 1] > e; j --)arr[j] = arr[j-1];arr[j] = e;}return;}
接下来正式进入到 sort 方法。
寻找哨兵元素
sort的骨架大致如下:
Array.prototype.sort = (comparefn) => {let array = Object(this);let length = array.length >>> 0;return InnerArraySort(array, length, comparefn);}const InnerArraySort = (array, length, comparefn) => {// 比较函数未传入if (Object.prototype.toString.call(callbackfn) !== "[object Function]") {comparefn = function (x, y) {if (x === y) return 0;x = x.toString();y = y.toString();if (x == y) return 0;else return x < y ? -1 : 1;};}const insertSort = () => {//...}const getThirdIndex = (a, from, to) => {// 元素个数大于1000时寻找哨兵元素}const quickSort = (a, from, to) => {//哨兵位置let thirdIndex = 0;while(true) {if(to - from <= 10) {insertSort(a, from, to);return;}if(to - from > 1000) {thirdIndex = getThirdIndex(a, from , to);}else {// 小于1000 直接取中点thirdIndex = from + ((to - from) >> 2);}}//下面开始快排}}
我们先来把求取哨兵位置的代码实现一下:
const getThirdIndex = (a, from, to) => {let tmpArr = [];// 递增量，200~215 之间，因为任何正数和15做与操作，不会超过15，当然是大于0的let increment = 200 + ((to - from) & 15);let j = 0;from += 1;to -= 1;for (let i = from; i < to; i += increment) {tmpArr[j] = [i, a[i]];j++;}// 把临时数组排序，取中间的值，确保哨兵的值接近平均位置tmpArr.sort(function(a, b) {return comparefn(a[1], b[1]);});let thirdIndex = tmpArr[tmpArr.length >> 1][0];return thirdIndex;}
完成快排
接下来我们来完成快排的具体代码：
const _sort = (a, b, c) => {let arr = [a, b, c];insertSort(arr, 0, 3);return arr;}const quickSort = (a, from, to) => {//...// 上面我们拿到了thirdIndex// 现在我们拥有三个元素，from, thirdIndex, to// 为了再次确保 thirdIndex 不是最值，把这三个值排序[a[from], a[thirdIndex], a[to - 1]] = _sort(a[from], a[thirdIndex], a[to - 1]);// 现在正式把 thirdIndex 作为哨兵let pivot = a[thirdIndex];[a[from], a[thirdIndex]] = [a[thirdIndex], a[from]];// 正式进入快排let lowEnd = from + 1;let highStart = to - 1;a[thirdIndex] = a[lowEnd];a[lowEnd] = pivot;// [lowEnd, i)的元素是和pivot相等的// [i, highStart) 的元素是需要处理的for(let i = lowEnd + 1; i < highStart; i++) {let element = a[i];let order = comparefn(element, pivot);if (order < 0) {a[i] = a[lowEnd];a[lowEnd] = element;lowEnd++;} else if(order > 0) {do{highStart--;if(highStart === i) break;order = comparefn(a[highStart], pivot);}while(order > 0)// 现在 a[highStart] <= pivot// a[i] > pivot// 两者交换a[i] = a[highStart];a[highStart] = element;if(order < 0) {// a[i] 和 a[lowEnd] 交换element = a[i];a[i] = a[lowEnd];a[lowEnd] = element;lowEnd++;}}}// 永远切分大区间if (lowEnd - from > to - highStart) {// 继续切分lowEnd ~ from 这个区间to = lowEnd;// 单独处理小区间quickSort(a, highStart, to);} else if(lowEnd - from <= to - highStart) {from = highStart;quickSort(a, from, lowEnd);}}
测试结果
测试结果如下:
一万条数据:
十万条数据:
一百万条数据:
一千万条数据:
结果仅供大家参考，因为不同的node版本对于部分细节的实现可能不一样，我现在的版本是v10.15。
从结果可以看到，目前版本的 node 对于有序程度较高的数据是处理的不够好的，而我们刚刚实现的排序通过反复确定哨兵的位置就能 有效的规避快排在这一场景下的劣势。
最后给大家完整版的sort代码:
const sort = (arr, comparefn) => {let array = Object(arr);let length = array.length >>> 0;return InnerArraySort(array, length, comparefn);}const InnerArraySort = (array, length, comparefn) => {// 比较函数未传入if (Object.prototype.toString.call(comparefn) !== "[object Function]") {comparefn = function (x, y) {if (x === y) return 0;x = x.toString();y = y.toString();if (x == y) return 0;else return x < y ? -1 : 1;};}const insertSort = (arr, start = 0, end) => {end = end || arr.length;for (let i = start; i < end; i++) {let e = arr[i];let j;for (j = i; j > start && comparefn(arr[j - 1], e) > 0; j--)arr[j] = arr[j - 1];arr[j] = e;}return;}const getThirdIndex = (a, from, to) => {let tmpArr = [];// 递增量，200~215 之间，因为任何正数和15做与操作，不会超过15，当然是大于0的let increment = 200 + ((to - from) & 15);let j = 0;from += 1;to -= 1;for (let i = from; i < to; i += increment) {tmpArr[j] = [i, a[i]];j++;}// 把临时数组排序，取中间的值，确保哨兵的值接近平均位置tmpArr.sort(function (a, b) {return comparefn(a[1], b[1]);});let thirdIndex = tmpArr[tmpArr.length >> 1][0];return thirdIndex;};const _sort = (a, b, c) => {let arr = [];arr.push(a, b, c);insertSort(arr, 0, 3);return arr;}const quickSort = (a, from, to) => {//哨兵位置let thirdIndex = 0;while (true) {if (to - from <= 10) {insertSort(a, from, to);return;}if (to - from > 1000) {thirdIndex = getThirdIndex(a, from, to);} else {// 小于1000 直接取中点thirdIndex = from + ((to - from) >> 2);}let tmpArr = _sort(a[from], a[thirdIndex], a[to - 1]);a[from] = tmpArr[0]; a[thirdIndex] = tmpArr[1]; a[to - 1] = tmpArr[2];// 现在正式把 thirdIndex 作为哨兵let pivot = a[thirdIndex];[a[from], a[thirdIndex]] = [a[thirdIndex], a[from]];// 正式进入快排let lowEnd = from + 1;let highStart = to - 1;a[thirdIndex] = a[lowEnd];a[lowEnd] = pivot;// [lowEnd, i)的元素是和pivot相等的// [i, highStart) 的元素是需要处理的for (let i = lowEnd + 1; i < highStart; i++) {let element = a[i];let order = comparefn(element, pivot);if (order < 0) {a[i] = a[lowEnd];a[lowEnd] = element;lowEnd++;} else if (order > 0) {do{highStart--;if (highStart === i) break;order = comparefn(a[highStart], pivot);}while (order > 0) ;// 现在 a[highStart] <= pivot// a[i] > pivot// 两者交换a[i] = a[highStart];a[highStart] = element;if (order < 0) {// a[i] 和 a[lowEnd] 交换element = a[i];a[i] = a[lowEnd];a[lowEnd] = element;lowEnd++;}}}// 永远切分大区间if (lowEnd - from > to - highStart) {// 单独处理小区间quickSort(a, highStart, to);// 继续切分lowEnd ~ from 这个区间to = lowEnd;} else if (lowEnd - from <= to - highStart) {quickSort(a, from, lowEnd);from = highStart;}}}quickSort(array, 0, length);}
参考链接:
V8 sort源码(点开第997行)
冴羽排序源码专题
第十七篇: 能不能模拟实现一个new的效果？
new被调用后做了三件事情:让实例可以访问到私有属性
让实例可以访问构造函数原型(constructor.prototype)所在原型链上的属性
如果构造函数返回的结果不是引用数据类型
function newFactory(ctor, ...args) {if(typeof ctor !== 'function'){throw 'newOperator function the first param must be a function';}let obj = new Object();obj.__proto__ = Object.create(ctor.prototype);let res = ctor.apply(obj, ...args);let isObject = typeof res === 'object' && typeof res !== null;let isFunction = typoof res === 'function';return isObect || isFunction ? res : obj;};
第十八篇: 能不能模拟实现一个 bind 的效果？
实现bind之前，我们首先要知道它做了哪些事情。
对于普通函数，绑定this指向
对于构造函数，要保证原函数的原型对象上的属性不能丢失
Function.prototype.bind = function (context, ...args) {// 异常处理if (typeof this !== "function") {throw new Error("Function.prototype.bind - what is trying to be bound is not callable");}// 保存this的值，它代表调用 bind 的函数var self = this;var fNOP = function () {};var fbound = function () {self.apply(this instanceof self ?this :context, args.concat(Array.prototype.slice.call(arguments)));}fNOP.prototype = this.prototype;fbound.prototype = new fNOP();return fbound;}
也可以这么用 Object.create 来处理原型:
Function.prototype.bind = function (context, ...args) {if (typeof this !== "function") {throw new Error("Function.prototype.bind - what is trying to be bound is not callable");}var self = this;var fbound = function () {self.apply(this instanceof self ?this :context, args.concat(Array.prototype.slice.call(arguments)));}fbound = Object.create(this.prototype);return fbound;}
第十八篇: 能不能实现一个 call/apply 函数？
引自
冴羽大佬的代码，可以说比较完整了。Function.prototype.call = function (context) {var context = context || window;context.fn = this;var args = [];for(var i = 1, len = arguments.length; i < len; i++) {args.push('arguments[' + i + ']');}var result = eval('context.fn(' + args +')');delete context.fnreturn result;}
不过我认为换成 ES6 的语法会更精炼一些:
Function.prototype.call = function (context, ...args) {var context = context || window;context.fn = this;var result = eval('context.fn(...args)');delete context.fnreturn result;}
类似的，有apply的对应实现:
Function.prototype.apply = function (context, args) {let context = context || window;context.fn = this;let result = eval('context.fn(...args)');delete context.fnreturn result;}
第十九篇: 谈谈你对JS中this的理解。
其实JS中的this是一个非常简单的东西，只需要理解它的执行规则就OK。
在这里不想像其他博客一样展示太多的代码例子弄得天花乱坠， 反而不易理解。
call/apply/bind可以显示绑定, 这里就不说了。
主要这些场隐式绑定的场景讨论:
全局上下文
直接调用函数
对象.方法的形式调用
DOM事件绑定(特殊)
new构造函数绑定
箭头函数
1. 全局上下文
全局上下文默认this指向window, 严格模式下指向undefined。
2. 直接调用函数
比如:
let obj = {a: function() {console.log(this);}}let func = obj.a;func();
这种情况是直接调用。this相当于全局上下文的情况。
3. 对象.方法的形式调用
还是刚刚的例子，我如果这样写:
obj.a();
这就是
对象.方法的情况，this指向这个对象4. DOM事件绑定
onclick和addEventerListener中 this 默认指向绑定事件的元素。
IE比较奇异，使用attachEvent，里面的this默认指向window。
5. new+构造函数
此时构造函数中的this指向实例对象。
6. 箭头函数？
箭头函数没有this, 因此也不能绑定。里面的this会指向当前最近的非箭头函数的this，找不到就是window(严格模式是undefined)。比如:
let obj = {a: function() {let do = () => {console.log(this);}do();}}obj.a(); // 找到最近的非箭头函数a，a现在绑定着obj, 因此箭头函数中的this是obj
优先级: new > call、apply、bind > 对象.方法 > 直接调用。
第二十篇: JS中浅拷贝的手段有哪些？
重要: 什么是拷贝？
首先来直观的感受一下什么是拷贝。
let arr = [1, 2, 3];let newArr = arr;newArr[0] = 100;console.log(arr);//[100, 2, 3]
这是直接赋值的情况，不涉及任何拷贝。当改变newArr的时候，由于是同一个引用，arr指向的值也跟着改变。
现在进行浅拷贝:
let arr = [1, 2, 3];let newArr = arr.slice();newArr[0] = 100;console.log(arr);//[1, 2, 3]
当修改newArr的时候，arr的值并不改变。什么原因?因为这里newArr是arr浅拷贝后的结果，newArr和arr现在引用的已经不是同一块空间啦！
这就是浅拷贝！
但是这又会带来一个潜在的问题:
let arr = [1, 2, {val: 4}];let newArr = arr.slice();newArr[2].val = 1000;console.log(arr);//[ 1, 2, { val: 1000 } ]
咦!不是已经不是同一块空间的引用了吗？为什么改变了newArr改变了第二个元素的val值，arr也跟着变了。
这就是浅拷贝的限制所在了。它只能拷贝一层对象。如果有对象的嵌套，那么浅拷贝将无能为力。但幸运的是，深拷贝就是为了解决这个问题而生的，它能 解决无限极的对象嵌套问题，实现彻底的拷贝。当然，这是我们下一篇的重点。现在先让大家有一个基本的概念。
接下来，我们来研究一下JS中实现浅拷贝到底有多少种方式？
1. 手动实现
const shallowClone = (target) => {if (typeof target === 'object' && target !== null) {const cloneTarget = Array.isArray(target) ? []: {};for (let prop in target) {if (target.hasOwnProperty(prop)) {cloneTarget[prop] = target[prop];}}return cloneTarget;} else {return target;}}
2. Object.assign
但是需要注意的是，Object.assgin() 拷贝的是对象的属性的引用，而不是对象本身。
let obj = { name: 'sy', age: 18 };const obj2 = Object.assign({}, obj, {name: 'sss'});console.log(obj2);//{ name: 'sss', age: 18 }
3. concat浅拷贝数组
let arr = [1, 2, 3];let newArr = arr.concat();newArr[1] = 100;console.log(arr);//[ 1, 2, 3 ]
4. slice浅拷贝
开头的例子不就说的这个嘛！
5. ...展开运算符
let arr = [1, 2, 3];let newArr = [...arr];//跟arr.slice()是一样的效果
第二十一篇: 能不能写一个完整的深拷贝？
上一篇已经解释了什么是深拷贝，现在我们来一起实现一个完整且专业的深拷贝。
1. 简易版及问题
JSON.parse(JSON.stringify());
估计这个api能覆盖大多数的应用场景，没错，谈到深拷贝，我第一个想到的也是它。但是实际上，对于某些严格的场景来说，这个方法是有巨大的坑的。问题如下：
无法解决
循环引用的问题。举个例子：
const a = {val:2};a.target = a;
拷贝a会出现系统栈溢出，因为出现了
无限递归的情况。无法拷贝一写
特殊的对象，诸如 RegExp, Date, Set, Map等。无法拷贝
函数(划重点)。
因此这个api先pass掉，我们重新写一个深拷贝，简易版如下:
const deepClone = (target) => {if (typeof target === 'object' && target !== null) {const cloneTarget = Array.isArray(target) ? []: {};for (let prop in target) {if (target.hasOwnProperty(prop)) {cloneTarget[prop] = deepClone(target[prop]);}}return cloneTarget;} else {return target;}}
现在，我们以刚刚发现的三个问题为导向，一步步来完善、优化我们的深拷贝代码。
2. 解决循环引用
现在问题如下:
let obj = {val : 100};obj.target = obj;deepClone(obj);//报错: RangeError: Maximum call stack size exceeded
这就是循环引用。我们怎么来解决这个问题呢？
创建一个Map。记录下已经拷贝过的对象，如果说已经拷贝过，那直接返回它行了。
const isObject = (target) => (typeof target === 'object' || typeof target === 'function') && target !== null;const deepClone = (target, map = new Map()) => {if(map.get(target))return target;if (isObject(target)) {map.put(target, true);const cloneTarget = Array.isArray(target) ? []: {};for (let prop in target) {if (target.hasOwnProperty(prop)) {cloneTarget[prop] = deepClone(target[prop]);}}return cloneTarget;} else {return target;}}
现在来试一试：
const a = {val:2};a.target = a;let newA = deepClone(a);console.log(newA)//{ val: 2, target: { val: 2, target: [Circular] } }
好像是没有问题了, 拷贝也完成了。但还是有一个潜在的坑, 就是map 上的 key 和 map 构成了
强引用关系，这是相当危险的。我给你解释一下与之相对的弱引用的概念你就明白了：在计算机程序设计中，弱引用与强引用相对， 是指不能确保其引用的对象不会被垃圾回收器回收的引用。一个对象若只被弱引用所引用，则被认为是不可访问（或弱可访问）的，并因此可能在任何时刻被回收。--百度百科
说的有一点绕，我用大白话解释一下，被弱引用的对象可以在
任何时候被回收，而对于强引用来说，只要这个强引用还在，那么对象无法被回收。拿上面的例子说，map 和 a一直是强引用的关系， 在程序结束之前，a 所占的内存空间一直不会被释放。怎么解决这个问题？
很简单，让 map 的 key 和 map 构成
弱引用即可。ES6给我们提供了这样的数据结构，它的名字叫WeakMap，它是一种特殊的Map, 其中的键是弱引用的。其键必须是对象，而值可以是任意的。稍微改造一下即可:
const deepClone = (target, map = new Map()) => {//...}
3. 拷贝特殊对象
可继续遍历
对于特殊的对象，我们使用以下方式来鉴别:
Object.prototype.toString.call(obj);
梳理一下对于可遍历对象会有什么结果：
["object Map"]["object Set"]["object Array"]["object Object"]["object Arguments"]
好，以这些不同的字符串为依据，我们就可以成功地鉴别这些对象。
const getType = Object.prototype.toString.call(obj);const canTraverse = {'[object Map]': true,'[object Set]': true,'[object Array]': true,'[object Object]': true,'[object Arguments]': true,};const deepClone = (target, map = new Map()) => {if(!isObject(target))return target;let type = getType(target);let cloneTarget;if(!canTraverse[type]) {// 处理不能遍历的对象return;}else {// 这波操作相当关键，可以保证对象的原型不丢失！let ctor = target.prototype;cloneTarget = new ctor();}if(map.get(target))return target;map.put(target, true);if(type === mapTag) {//处理Maptarget.forEach((item, key) => {cloneTarget.set(deepClone(key), deepClone(item));})}if(type === setTag) {//处理Settarget.forEach(item => {target.add(deepClone(item));})}// 处理数组和对象for (let prop in target) {if (target.hasOwnProperty(prop)) {cloneTarget[prop] = deepClone(target[prop]);}}return cloneTarget;}
不可遍历的对象
const boolTag = '[object Boolean]';const numberTag = '[object Number]';const stringTag = '[object String]';const dateTag = '[object Date]';const errorTag = '[object Error]';const regexpTag = '[object RegExp]';const funcTag = '[object Function]';
对于不可遍历的对象，不同的对象有不同的处理。
const handleRegExp = (target) => {const { source, flags } = target;return new target.constructor(source, flags);}const handleFunc = (target) => {// 待会的重点部分}const handleNotTraverse = (target, tag) => {const Ctor = targe.constructor;switch(tag) {case boolTag:case numberTag:case stringTag:case errorTag:case dateTag:return new Ctor(target);case regexpTag:return handleRegExp(target);case funcTag:return handleFunc(target);default:return new Ctor(target);}}
4. 拷贝函数
虽然函数也是对象，但是它过于特殊，我们单独把它拿出来拆解。
提到函数，在JS种有两种函数，一种是普通函数，另一种是箭头函数。每个普通函数都是 Function的实例，而箭头函数不是任何类的实例，每次调用都是不一样的引用。那我们只需要 处理普通函数的情况，箭头函数直接返回它本身就好了。
那么如何来区分两者呢？
答案是: 利用原型。箭头函数是不存在原型的。
代码如下:
const handleFunc = (func) => {// 箭头函数直接返回自身if(!func.prototype) return func;const bodyReg = /(?<={)(.|\n)+(?=})/m;const paramReg = /(?<=\().+(?=\)\s+{)/;const funcString = func.toString();// 分别匹配 函数参数 和 函数体const param = paramReg.exec(funcString);const body = bodyReg.exec(funcString);if(!body) return null;if (param) {const paramArr = param[0].split(',');return new Function(...paramArr, body[0]);} else {return new Function(body[0]);}}
到现在，我们的深拷贝就实现地比较完善了。不过在测试的过程中，我也发现了一个小小的bug。
5. 小小的bug
如下所示:
const target = new Boolean(false);const Ctor = target.constructor;new Ctor(target); // 结果为 Boolean {true} 而不是 false。
对于这样一个bug，我们可以对 Boolean 拷贝做最简单的修改， 调用valueOf: new target.constructor(target.valueOf())。
但实际上，这种写法是不推荐的。因为在ES6后不推荐使用【new 基本类型()】这 样的语法，所以es6中的新类型 Symbol 是不能直接 new 的，只能通过 new Object(SymbelType)。
因此我们接下来统一一下:
const handleNotTraverse = (target, tag) => {const Ctor = targe.constructor;switch(tag) {case boolTag:return new Object(Boolean.prototype.valueOf.call(target));case numberTag:return new Object(Number.prototype.valueOf.call(target));case stringTag:return new Object(String.prototype.valueOf.call(target));case errorTag:case dateTag:return new Ctor(target);case regexpTag:return handleRegExp(target);case funcTag:return handleFunc(target);default:return new Ctor(target);}}
6. 完整代码展示
OK!是时候给大家放出完整版的深拷贝啦:
const getType = obj => Object.prototype.toString.call(obj);const isObject = (target) => (typeof target === 'object' || typeof target === 'function') && target !== null;const canTraverse = {'[object Map]': true,'[object Set]': true,'[object Array]': true,'[object Object]': true,'[object Arguments]': true,};const mapTag = '[object Map]';const setTag = '[object Set]';const boolTag = '[object Boolean]';const numberTag = '[object Number]';const stringTag = '[object String]';const symbolTag = '[object Symbol]';const dateTag = '[object Date]';const errorTag = '[object Error]';const regexpTag = '[object RegExp]';const funcTag = '[object Function]';const handleRegExp = (target) => {const { source, flags } = target;return new target.constructor(source, flags);}const handleFunc = (func) => {// 箭头函数直接返回自身if(!func.prototype) return func;const bodyReg = /(?<={)(.|\n)+(?=})/m;const paramReg = /(?<=\().+(?=\)\s+{)/;const funcString = func.toString();// 分别匹配 函数参数 和 函数体const param = paramReg.exec(funcString);const body = bodyReg.exec(funcString);if(!body) return null;if (param) {const paramArr = param[0].split(',');return new Function(...paramArr, body[0]);} else {return new Function(body[0]);}}const handleNotTraverse = (target, tag) => {const Ctor = target.constructor;switch(tag) {case boolTag:return new Object(Boolean.prototype.valueOf.call(target));case numberTag:return new Object(Number.prototype.valueOf.call(target));case stringTag:return new Object(String.prototype.valueOf.call(target));case symbolTag:return new Object(Symbol.prototype.valueOf.call(target));case errorTag:case dateTag:return new Ctor(target);case regexpTag:return handleRegExp(target);case funcTag:return handleFunc(target);default:return new Ctor(target);}}const deepClone = (target, map = new Map()) => {if(!isObject(target))return target;let type = getType(target);let cloneTarget;if(!canTraverse[type]) {// 处理不能遍历的对象return handleNotTraverse(target, type);}else {// 这波操作相当关键，可以保证对象的原型不丢失！let ctor = target.constructor;cloneTarget = new ctor();}if(map.get(target))return target;map.set(target, true);if(type === mapTag) {//处理Maptarget.forEach((item, key) => {cloneTarget.set(deepClone(key, map), deepClone(item, map));})}if(type === setTag) {//处理Settarget.forEach(item => {cloneTarget.add(deepClone(item, map));})}// 处理数组和对象for (let prop in target) {if (target.hasOwnProperty(prop)) {cloneTarget[prop] = deepClone(target[prop], map);}}return cloneTarget;}
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