420 lines
19 KiB
Markdown
420 lines
19 KiB
Markdown
# Arrays with numeric indexes
|
||
|
||
*Array* -- is a special kind of objects, suited to store ordered, numbered collections of values. It provides additional methods to manipulate the collection.
|
||
|
||
For instance, we can use arrays to keep a list of students in the group, a list of goods in the catalog etc.
|
||
|
||
[cut]
|
||
|
||
## Definition
|
||
|
||
There are two syntaxes for creating an empty array:
|
||
|
||
```js
|
||
let arr = new Array();
|
||
let arr = [];
|
||
```
|
||
|
||
Almost all the time, the second syntax is used. We can also list elements in the brackets:
|
||
|
||
```js
|
||
let fruits = ["Apple", "Orange", "Plum"];
|
||
```
|
||
|
||
Array elements are numbered, starting with zero.
|
||
|
||
We can get an element by its number in square brackets:
|
||
|
||
```js run
|
||
let fruits = ["Apple", "Orange", "Plum"];
|
||
|
||
alert( fruits[0] ); // Apple
|
||
alert( fruits[1] ); // Orange
|
||
alert( fruits[2] ); // Plum
|
||
```
|
||
|
||
We can replace an element:
|
||
|
||
```js
|
||
fruits[2] = 'Pear'; // now ["Apple", "Orange", "Pear"]
|
||
```
|
||
|
||
...Or add to the array:
|
||
|
||
```js
|
||
fruits[3] = 'Lemon'; // now ["Apple", "Orange", "Plum", "Lemon"]
|
||
```
|
||
|
||
The total count of the elements in the array is its `length`:
|
||
|
||
```js run
|
||
let fruits = ["Apple", "Orange", "Plum"];
|
||
|
||
alert( fruits.length ); // 3
|
||
```
|
||
|
||
**We can also use `alert` to show the whole array.**
|
||
|
||
```js run
|
||
let fruits = ["Apple", "Orange", "Plum"];
|
||
|
||
alert( fruits ); // Apple,Orange,Plum
|
||
```
|
||
|
||
**An array can store elements of any type.**
|
||
|
||
For instance:
|
||
|
||
```js run no-beautify
|
||
// mix of values
|
||
let arr = [ 1, 'Apple', { name: 'John' }, true, function() {} ];
|
||
|
||
// get the object at index 2 and then its name
|
||
alert( arr[2].name ); // John
|
||
```
|
||
|
||
## Методы pop/push, shift/unshift
|
||
|
||
Одно из применений массива -- это [очередь](http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%87%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B4%D1%8C_%28%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5%29). В классическом программировании так называют упорядоченную коллекцию элементов, такую что элементы добавляются в конец, а обрабатываются -- с начала.
|
||
|
||
|
||
|
||
В реальной жизни эта структура данных встречается очень часто. Например, очередь сообщений, которые надо показать на экране.
|
||
|
||
Очень близка к очереди еще одна структура данных: [стек](http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D0%B5%D0%BA). Это такая коллекция элементов, в которой новые элементы добавляются в конец и берутся с конца.
|
||
|
||
|
||
|
||
Например, стеком является колода карт, в которую новые карты кладутся сверху, и берутся -- тоже сверху.
|
||
|
||
Для того, чтобы реализовывать эти структуры данных, и просто для более удобной работы с началом и концом массива существуют специальные методы.
|
||
|
||
### Конец массива
|
||
|
||
`pop`
|
||
: Удаляет *последний* элемент из массива и возвращает его:
|
||
|
||
```js run
|
||
var fruits = ["Яблоко", "Апельсин", "Груша"];
|
||
|
||
alert( fruits.pop() ); // удалили "Груша"
|
||
|
||
alert( fruits ); // Яблоко, Апельсин
|
||
```
|
||
|
||
`push`
|
||
: Добавляет элемент *в конец* массива:
|
||
|
||
```js run
|
||
var fruits = ["Яблоко", "Апельсин"];
|
||
|
||
fruits.push("Груша");
|
||
|
||
alert( fruits ); // Яблоко, Апельсин, Груша
|
||
```
|
||
|
||
Вызов `fruits.push(...)` равнозначен `fruits[fruits.length] = ...`.
|
||
|
||
### Начало массива
|
||
|
||
`shift`
|
||
: Удаляет из массива *первый* элемент и возвращает его:
|
||
|
||
```js
|
||
var fruits = ["Яблоко", "Апельсин", "Груша"];
|
||
|
||
alert( fruits.shift() ); // удалили Яблоко
|
||
|
||
alert( fruits ); // Апельсин, Груша
|
||
```
|
||
|
||
`unshift`
|
||
: Добавляет элемент *в начало* массива:
|
||
|
||
```js
|
||
var fruits = ["Апельсин", "Груша"];
|
||
|
||
fruits.unshift('Яблоко');
|
||
|
||
alert( fruits ); // Яблоко, Апельсин, Груша
|
||
```
|
||
|
||
Методы `push` и `unshift` могут добавлять сразу по несколько элементов:
|
||
|
||
```js run
|
||
var fruits = ["Яблоко"];
|
||
|
||
fruits.push("Апельсин", "Персик");
|
||
fruits.unshift("Ананас", "Лимон");
|
||
|
||
// результат: ["Ананас", "Лимон", "Яблоко", "Апельсин", "Персик"]
|
||
alert( fruits );
|
||
```
|
||
|
||
## Внутреннее устройство массива
|
||
|
||
Массив -- это объект, где в качестве ключей выбраны цифры, с дополнительными методами и свойством `length`.
|
||
|
||
Так как это объект, то в функцию он передаётся по ссылке:
|
||
|
||
```js run
|
||
function eat(arr) {
|
||
arr.pop();
|
||
}
|
||
|
||
var arr = ["нам", "не", "страшен", "серый", "волк"]
|
||
|
||
alert( arr.length ); // 5
|
||
eat(arr);
|
||
eat(arr);
|
||
alert( arr.length ); // 3, в функцию массив не скопирован, а передана ссылка
|
||
```
|
||
|
||
**Ещё одно следствие -- можно присваивать в массив любые свойства.**
|
||
|
||
Например:
|
||
|
||
```js
|
||
var fruits = []; // создать массив
|
||
|
||
fruits[99999] = 5; // присвоить свойство с любым номером
|
||
|
||
fruits.age = 25; // назначить свойство со строковым именем
|
||
```
|
||
|
||
.. Но массивы для того и придуманы в JavaScript, чтобы удобно работать именно *с упорядоченными, нумерованными данными*. Для этого в них существуют специальные методы и свойство `length`.
|
||
|
||
Как правило, нет причин использовать массив как обычный объект, хотя технически это и возможно.
|
||
|
||
````warn header="Вывод массива с \"дырами\""
|
||
Если в массиве есть пропущенные индексы, то при выводе в большинстве браузеров появляются "лишние" запятые, например:
|
||
|
||
```js run
|
||
var a = [];
|
||
a[0] = 0;
|
||
a[5] = 5;
|
||
|
||
alert( a ); // 0,,,,,5
|
||
```
|
||
|
||
Эти запятые появляются потому, что алгоритм вывода массива идёт от `0` до `arr.length` и выводит всё через запятую. Отсутствие значений даёт несколько запятых подряд.
|
||
````
|
||
|
||
### Влияние на быстродействие
|
||
|
||
Методы `push/pop` выполняются быстро, а `shift/unshift` -- медленно.
|
||
|
||
|
||
|
||
Чтобы понять, почему работать с концом массива -- быстрее, чем с его началом, разберём подробнее происходящее при операции:
|
||
|
||
```js
|
||
fruits.shift(); // убрать 1 элемент с начала
|
||
```
|
||
|
||
При этом, так как все элементы находятся в своих ячейках, просто удалить элемент с номером `0` недостаточно. Нужно еще и переместить остальные элементы на их новые индексы.
|
||
|
||
Операция `shift` должна выполнить целых три действия:
|
||
|
||
1. Удалить нулевой элемент.
|
||
2. Переместить все свойства влево, с индекса `1` на `0`, с `2` на `1` и так далее.
|
||
3. Обновить свойство `length`.
|
||
|
||
|
||
|
||
**Чем больше элементов в массиве, тем дольше их перемещать, это много операций с памятью.**
|
||
|
||
Аналогично работает `unshift`: чтобы добавить элемент в начало массива, нужно сначала перенести вправо, в увеличенные индексы, все существующие.
|
||
|
||
А что же с `push/pop`? Им как раз перемещать ничего не надо. Для того, чтобы удалить элемент, метод `pop` очищает ячейку и укорачивает `length`.
|
||
|
||
Действия при операции:
|
||
|
||
```js
|
||
fruits.pop(); // убрать 1 элемент с конца
|
||
```
|
||
|
||
|
||
|
||
**Перемещать при `pop` не требуется, так как прочие элементы после этой операции остаются на тех же индексах.**
|
||
|
||
Аналогично работает `push`.
|
||
|
||
## Перебор элементов
|
||
|
||
Для перебора элементов обычно используется цикл:
|
||
|
||
```js run
|
||
var arr = ["Яблоко", "Апельсин", "Груша"];
|
||
|
||
*!*
|
||
for (var i = 0; i < arr.length; i++) {
|
||
alert( arr[i] );
|
||
}
|
||
*/!*
|
||
```
|
||
|
||
````warn header="Не используйте `for..in` для массивов"
|
||
Так как массив является объектом, то возможен и вариант `for..in`:
|
||
|
||
```js run
|
||
var arr = ["Яблоко", "Апельсин", "Груша"];
|
||
|
||
*!*
|
||
for (var key in arr) {
|
||
*/!*
|
||
alert( arr[key] ); // Яблоко, Апельсин, Груша
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
Недостатки этого способа:
|
||
|
||
1. Цикл `for..in` выведет *все свойства* объекта, а не только цифровые.
|
||
|
||
В браузере, при работе с объектами страницы, встречаются коллекции элементов, которые по виду как массивы, но имеют дополнительные нецифровые свойства. При переборе таких "похожих на массив" коллекций через `for..in` эти свойства будут выведены, а они как раз не нужны.
|
||
|
||
Бывают и библиотеки, которые предоставляют такие коллекции. Классический `for` надёжно выведет только цифровые свойства, что обычно и требуется.
|
||
2. Цикл `for (var i=0; i<arr.length; i++)` в современных браузерах выполняется в 10-100 раз быстрее. Казалось бы, по виду он сложнее, но браузер особым образом оптимизирует такие циклы.
|
||
|
||
Если коротко: цикл `for(var i=0; i<arr.length...)` надёжнее и быстрее.
|
||
````
|
||
|
||
## Особенности работы length
|
||
|
||
Встроенные методы для работы с массивом автоматически обновляют его длину `length`.
|
||
|
||
**Длина `length` -- не количество элементов массива, а `последний индекс + 1`**.
|
||
|
||
Так уж оно устроено.
|
||
|
||
Это легко увидеть на следующем примере:
|
||
|
||
```js run
|
||
var arr = [];
|
||
arr[1000] = true;
|
||
|
||
alert(arr.length); // *!*1001*/!*
|
||
```
|
||
|
||
Кстати, если у вас элементы массива нумеруются случайно или с большими пропусками, то стоит подумать о том, чтобы использовать обычный объект. Массивы предназначены именно для работы с непрерывной упорядоченной коллекцией элементов.
|
||
|
||
### Используем length для укорачивания массива
|
||
|
||
Обычно нам не нужно самостоятельно менять `length`... Но есть один фокус, который можно провернуть.
|
||
|
||
**При уменьшении `length` массив укорачивается.**
|
||
|
||
Причем этот процесс необратимый, т.е. даже если потом вернуть `length` обратно -- значения не восстановятся:
|
||
|
||
```js run
|
||
var arr = [1, 2, 3, 4, 5];
|
||
|
||
arr.length = 2; // укоротить до 2 элементов
|
||
alert( arr ); // [1, 2]
|
||
|
||
arr.length = 5; // вернуть length обратно, как было
|
||
alert( arr[3] ); // undefined: значения не вернулись
|
||
```
|
||
|
||
Самый простой способ очистить массив -- это `arr.length=0`.
|
||
|
||
## Создание вызовом new Array [#new-array]
|
||
|
||
### new Array()
|
||
Существует еще один синтаксис для создания массива:
|
||
|
||
```js
|
||
var arr = *!*new Array*/!*("Яблоко", "Груша", "и т.п.");
|
||
```
|
||
|
||
Он редко используется, т.к. квадратные скобки `[]` короче.
|
||
|
||
Кроме того, у него есть одна особенность. Обычно `new Array(элементы, ...)` создаёт массив из данных элементов, но если у него один аргумент-число `new Array(число)`, то он создает массив *без элементов, но с заданной длиной*.
|
||
|
||
Проверим это:
|
||
|
||
```js run
|
||
var arr = new Array(2, 3);
|
||
alert( arr[0] ); // 2, создан массив [2, 3], всё ок
|
||
|
||
*!*
|
||
arr = new Array(2); // создаст массив [2] ?
|
||
alert( arr[0] ); // undefined! у нас массив без элементов, длины 2
|
||
*/!*
|
||
```
|
||
|
||
Что же такое этот "массив без элементов, но с длиной"? Как такое возможно?
|
||
|
||
Оказывается, очень даже возможно и соответствует объекту `{length: 2}`. Получившийся массив ведёт себя так, как будто его элементы равны `undefined`.
|
||
|
||
Это может быть неожиданным сюрпризом, поэтому обычно используют квадратные скобки.
|
||
|
||
### Многомерные массивы
|
||
|
||
Массивы в JavaScript могут содержать в качестве элементов другие массивы. Это можно использовать для создания многомерных массивов, например матриц:
|
||
|
||
```js run
|
||
var matrix = [
|
||
[1, 2, 3],
|
||
[4, 5, 6],
|
||
[7, 8, 9]
|
||
];
|
||
|
||
alert( matrix[1][1] ); // центральный элемент
|
||
```
|
||
|
||
## Внутреннее представление массивов
|
||
|
||
```warn header="Hardcore coders only"
|
||
Эта секция относится ко внутреннему устройству структуры данных и требует специальных знаний. Она не обязательна к прочтению.
|
||
```
|
||
|
||
Числовые массивы, согласно спецификации, являются объектами, в которые добавили ряд свойств, методов и автоматическую длину `length`. Но внутри они, как правило, устроены по-другому.
|
||
|
||
**Современные интерпретаторы стараются оптимизировать их и хранить в памяти не в виде хэш-таблицы, а в виде непрерывной области памяти, по которой легко пробежаться от начала до конца.**
|
||
|
||
Операции с массивами также оптимизируются, особенно если массив хранит только один тип данных, например только числа. Порождаемый набор инструкций для процессора получается очень эффективным.
|
||
|
||
Чтобы у интерпретатора получались эти оптимизации, программист не должен мешать.
|
||
|
||
В частности:
|
||
|
||
- Не ставить массиву произвольные свойства, такие как `arr.test = 5`. То есть, работать именно как с массивом, а не как с объектом.
|
||
- Заполнять массив непрерывно и по возрастающей. Как только браузер встречает необычное поведение массива, например устанавливается значение `arr[0]`, а потом сразу `arr[1000]`, то он начинает работать с ним, как с обычным объектом. Как правило, это влечёт преобразование его в хэш-таблицу.
|
||
|
||
Если следовать этим принципам, то массивы будут занимать меньше памяти и быстрее работать.
|
||
|
||
## Итого
|
||
|
||
Массивы существуют для работы с упорядоченным набором элементов.
|
||
|
||
**Объявление:**
|
||
|
||
```js
|
||
// предпочтительное
|
||
var arr = [элемент1, элемент2...];
|
||
|
||
// new Array
|
||
var arr = new Array(элемент1, элемент2...);
|
||
```
|
||
|
||
При этом `new Array(число)` создаёт массив заданной длины, *без элементов*. Чтобы избежать ошибок, предпочтителен первый синтаксис.
|
||
|
||
**Свойство `length`** -- длина массива. Если точнее, то последний индекс массива плюс `1`. Если её уменьшить вручную, то массив укоротится. Если `length` больше реального количества элементов, то отсутствующие элементы равны `undefined`.
|
||
|
||
Массив можно использовать как очередь или стек.
|
||
|
||
**Операции с концом массива:**
|
||
|
||
- `arr.push(элемент1, элемент2...)` добавляет элементы в конец.
|
||
- `var elem = arr.pop()` удаляет и возвращает последний элемент.
|
||
|
||
**Операции с началом массива:**
|
||
|
||
- `arr.unshift(элемент1, элемент2...)` добавляет элементы в начало.
|
||
- `var elem = arr.shift()` удаляет и возвращает первый элемент.
|
||
|
||
Эти операции перенумеровывают все элементы, поэтому работают медленно.
|
||
|
||
В следующей главе мы рассмотрим другие методы для работы с массивами.
|
||
|