深入探究JavaScript中for循环的效率问题及相关优化

 更新时间:2016年03月13日 10:59:56   投稿:goldensun  
这篇文章主要介绍了JavaScript中for循环的效率问题及相关优化,文中谈到了Underscore.js库及循环在各个浏览器js解释器下的表现,需要的朋友可以参考下

Underscore.js库

你一天(一周)内写了多少个循环了?

var i;
for(i = 0; i < someArray.length; i++) {
 var someThing = someArray[i];
 doSomeWorkOn(someThing);
}

这当然无害,但这种写法非常丑而且奇怪,这也不是真正需要抱怨的。但这种写法太平庸了。

var i,
 j;
for(i = 0; i < someArray.length; i++) {
 var someThing = someArray[i];
 for(j = 0; j < someThing.stuff.length; j++) {
   doSomeWorkOn(someThing.stuff[j]);
 }
}

你在扩展糟糕的代码,在你抛出一大堆if前,你已经精神错乱了。
我在两年里没有写一个循环(loop)。
“你在说什么?”
这是真的,一个冷笑话。其实不是一个都没有(好吧,我确实写了几个),因为我不写循环(loops),我的代码更容易理解。
怎么做的呢?

_.each(someArray, function(someThing) {
 doSomeWorkOn(someThing);
})

或者更好一点:

_.each(someArray, doSomeWorkOn);

这就是underscorejs所做到的。干净,简单,易读,短,没有中间变量,没有成堆的分号,简单非常优雅。
这是另外一些例子。

var i,
 result = [];
for(i = 0; i < someArray.length; i++) {
 var someThing = someArray[i];
 // 打到这,我已经手疼了
 if(someThing.isAwesome === true) {
   result.push(someArray[i]);
 }
}

同样,一个使用循环浪费时间的典型用例。即便这些网站是宣传禁烟和素食主义的,看到这些代码我也感到义愤。看看简单的写法。

var result = _.filter(someArray, function(someThing) {
 return someThing.isAwesome === true;
})

像underscore中的filter(过滤)的名字那样,随手写的3行代码就可以给你一个新的数组(array)。
或者你想把这些数组转换成另外一种形式?

var result = _.map(someArray, function(someThing) {
 return trasformTheThing(someThing);
})

上面三个例子在日常生活中已经够用了,但这些功能还不足矣让underscore放到台面上。

var grandTotal = 0,
 somePercentage = 1.07,
 severalNumbers = [33, 54, 42],
 i; // don't forget to hoist those indices;
for(i = 0; i < severalNumbers.length; i++) {
 var aNumber = severalNumbers[i];
 grandTotal += aNumber * somePercentage;
}

underscore版本

var somePercentage = 1.07,
 severalNumbers = [33, 54, 42],
 grandTotal;
grandTotal = _.reduce(severalNumbers, function(runningTotal, aNumber) {
 return runningTotal + (aNumber * somePercentage);
}, 0)

这个刚开始看上去可能有点怪,我查了下关于reduce的文档,知道了它的存在。因为我拒绝使用循环,所以它是我的首选。上面这些东西仅仅是入门,underscorejs库还有一大堆牛B的功能。

30天不使用循环的挑战。

在一下一个30天里,不要使用任何循环,如果你看到一堆讨厌和粗糙的东西,用each或者map将他们替换掉。再用一点reducing。

你需要注意到,Underscore是通往函数式编程的。一种看得见,看不见的方式。一条很好的途径。


OurJS注*目前现代浏览器已经支持each, filter, map, reduce方法,但underscore库可以实现对旧版IE的兼容,下面是使用ES5原生方法写的例子:

[3,4,5,3,3].forEach(function(obj){
  console.log(obj);
});

[1,2,3,4,5].filter(function(obj){
  return obj < 3
});

[9,8,5,2,3,4,5].map(function(obj){
  return obj + 2;
});

[1,2,3,4,5].reduce(function(pre, cur, idx, arr) {
  console.log(idx);  //4 个循环: 2-5
  return pre + cur;
});  //15

//sort方法同样很有用
[9,8,5,2,3,4,5].sort(function(obj1, obj2){
  return obj1 - obj2;
});

for in与for loop

有人提出for in的效率要比for loop(循环)的效率低非常多。现在我们测试一下在不同浏览器中使用for in, for loop和forEach在处理大数组时的效率究竟如何。

目前绝大部分开源软件都会在for loop中缓存数组长度,因为普通观点认为某些浏览器Array.length每次都会重新计算数组长度,因此通常用临时变量来事先存储数组长度,如:

for (var idx = 0, len = testArray.length; idx < len; idx++) {
 //do sth.
}

我们也会测试一下缓存与不缓存时的性能差异。

同时在每个测试循环中添加求和运算,来表明其不是空循环。

for (var idx = 0, len = testArray.length; idx < len; idx++) {
 //do sth.
}

我们也会测试一下缓存与不缓存时的性能差异。

同时在每个测试循环中添加求和运算,来表明其不是空循环。

测试代码如下,点击运行即可查看
HTML 代码

<h4 id="browser"></h4>
<table id="results" class="table"></table>

JavaScript 代码

function () {

 //准备测试数据, 有200万条数据的大数组
 var testArray = []
  , testObject = {}
  , idx
  , len = 2000000
  , tmp = 0
  , $results = $("#results")
  , $browser = $("#browser")
  ;

 $browser.html(navigator.userAgent);
 $results.html('');

 for (var i = 0; i < len; i++) {
  var number = Math.random(); //若希望加快运算速度可使用取整:Math.random() * 10 | 0
  testArray.push(number);
  testObject[i] = number;
 }

 $results.append('<tr><th>测试代码</th><th>计算结果</th><th>所需时间,毫秒</th></tr>');

 //测试函数
 var test = function(testFunc) {
  var startTime
   , endTime
   , result
   ;

  startTime = new Date();
  tmp = 0;
  testFunc();
  endTime  = new Date();

  //计算测试用例(Test Case)运行所需要的时间
  result = endTime - startTime;
  $results.append('<tr><td><pre>{0}</pre></td><td>{1}</td><td>{2}</td></tr>'.format(testFunc.toString(), tmp | 0, result));
 };


 test(function() {
  //测试for in 的效率
  for (idx in testArray) {
   tmp += testArray[idx]; //经测试,idx是string类型,可能是慢的原因之一
  }
 });

 test(function() {
  //测试for loop循环的效率
  for (idx = 0, len = testArray.length; idx < len; idx++) {
   tmp += testArray[idx];
  }
 });

 test(function() {
  //测试forEach的效率
  testArray.forEach(function(data) {
   tmp += data;
  });
 });

 test(function() {
  //测试不缓存Array.length时效率
  for (idx = 0; idx < testArray.length; idx++) {
   tmp += testArray[idx];
  }
 });

 test(function() {
  //测试使用{} (Object) 存健值对时,使用for in的效率如何
  for (idx in testObject) {
   tmp += testObject[idx];
  }
 });
 
 test(function() {
  //测试从{} Object查值时的效率如何(这里的健key值事先己知)
  for (idx = 0, len = testArray.length; idx < len; idx++) {
   tmp += testObject[idx];
  }
 });

}

运行 [需稍等片刻]
测试结果
测试结果可能因计算而异,这是在我机器上运行用,Firefox, Chrome, IE三者测试结果拼接的一张汇总。

2016313110044207.jpg (971×678)

以下是几个观察到的结论

  • for in比for loop慢非常多,在Chrome中至少慢20倍
  • FF对forEach(ES5)做了优化,性能比for loop还要好一点,但Chrome/IEn性能均较差
  • FF/Chrome缓存Array.length均比直接用时要慢一点。除IE最新版缓存后性能提升微乎其微(这一点非常意外)
  • 在某些情况下,FF的JS引擎性能似乎比V8要好些

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