摘要：而且每次循環中都和進行比較以保證循環特定次數以后終止循環。如不得不初始化一個數組并且每次循環都要調用函數。如果有兩個數組需要調用函數會怎么樣很容易想到的方法是對每個數組都做循環這確實，有能正確執行的代碼，就比沒有好。

作者：James Sinclair

編譯：胡子大哈

翻譯原文：http://huziketang.com/blog/posts/detail?postId=58ad37c3204d50674934c3ab

英文原文：JAVASCRIPT WITHOUT LOOPS

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之前有討論過，縮進（非常粗魯地）增加了代碼復雜性。我們的目標是寫出復雜度低的 JavaScript 代碼。通過選擇一種合適的抽象來解決這個問題，可是你怎么能知道選擇哪一種抽象呢？很遺憾的是到目前為止，沒有找到一個具體的例子能回答這個問題。這篇文章中我們討論不用任何循環如何處理 JavaScript 數組，最終得出的效果是可以降低代碼復雜性。

循環是一種很重要的控制結構，它很難被重用，也很難插入到其他操作之中。另外，它意味著隨著每次迭代，代碼也在不斷的變化之中。——Luis Atencio

我們先前說過，像循環這樣的控制結構引入了復雜性。但是也沒有給出確切的證據證明這一點，我們先看看 JavaScript 中循環的工作原理。

在 JavaScript 中，至少有四、五種實現循環的方法，最基礎的是 while 循環。我們首先先創建一個示例函數和數組：

// oodlify :: String -> String
function oodlify(s) {
    return s.replace(/[aeiou]/g, "oodle");
}

const input = [
    "John",
    "Paul",
    "George",
    "Ringo",
];

現在有了一個數組，我們想要用 oodlify 函數處理每一個元素。如果用 while 循環，就類似于這樣：

let i = 0;
const len = input.length;
let output = [];
while (i < len) {
    let item = input[i];
    let newItem = oodlify(item);
    output.push(newItem);
    i = i + 1;
}

注意這里發生的事情，我們用了一個初始值為 0 的計數器 i，每次循環都會自增。而且每次循環中都和 len 進行比較以保證循環特定次數以后終止循環。這種利用計數器進行循環控制的模式太常用了，所以 JavaScript 提供了一種更加簡潔的寫法： for 循環，寫起來如下：

const len = input.length;
let output = [];
for (let i = 0; i < len; i = i + 1) {
    let item = input[i];
    let newItem = oodlify(item);
    output.push(newItem);
}

這一結構非常有用，while循環非常容易把自增的 i 給忘掉，進而引起無限循環；而for循環把和計數器相關的代碼都放到了上面，這樣你就不會忘掉自增 i，這確實是一個很好的改進。現在回到原來的問題，我們目標是在數組的每個元素上運行 oodlify() 函數，并且將結果放到一個新的數組中。

對一個數組中每個元素都進行操作的這種模式也是非常普遍的。因此在 ES2015 中，引入了一種新的循環結構可以把計數器也簡化掉： for...of 循環。每一次返回數組的下一個元素給你，代碼如下：

let output = [];
for (let item of input) {
    let newItem = oodlify(item);
    output.push(newItem);
}

這樣就清晰很多了，注意這里計數器和比較都不用了，你甚至都不用把元素從數組里面取出來。for...of 幫我們做了里面的臟活累活。如果現在用 for...of 來代替所有的 for 循環，其實就可以很大程度上降低復雜性。但是，我們還可以做進一步的優化。

for...of 循環比 for 循環更清晰，但是依然需要一些配置性的代碼。如不得不初始化一個 output 數組并且每次循環都要調用 push() 函數。但有辦法可以讓代碼更加簡潔有力，我們先擴展一下問題。

如果有兩個數組需要調用 oodlify 函數會怎么樣？

const fellowship = [
    "frodo",
    "sam",
    "gandalf",
    "aragorn",
    "boromir",
    "legolas",
    "gimli",
];

const band = [
    "John",
    "Paul",
    "George",
    "Ringo",
];

很容易想到的方法是對每個數組都做循環：

let bandoodle = [];
for (let item of band) {
    let newItem = oodlify(item);
    bandoodle.push(newItem);
}

let floodleship = [];
for (let item of fellowship) {
    let newItem = oodlify(item);
    floodleship.push(newItem);
}

這確實ok，有能正確執行的代碼，就比沒有好。但是重復的代碼太多了——不夠“DRY”。我們來重構它以降低重復性，創建一個函數：

function oodlifyArray(input) {
    let output = [];
    for (let item of input) {
        let newItem = oodlify(item);
        output.push(newItem);
    }
    return output;
}

let bandoodle = oodlifyArray(band);
let floodleship = oodlifyArray(fellowship);

這看起來好多了，可是如果我們想使用另外一個函數該怎么辦？

function izzlify(s) {
    return s.replace(/[aeiou]+/g, "izzle");
}

上面的 oodlifyArray() 一點用都沒有了。但如果再創建一個 izzlifyArray() 函數的話，代碼又重復了。不管那么多，先寫出來看看什么效果：

function oodlifyArray(input) {
    let output = [];
    for (let item of input) {
        let newItem = oodlify(item);
        output.push(newItem);
    }
    return output;
}

function izzlifyArray(input) {
    let output = [];
    for (let item of input) {
        let newItem = izzlify(item);
        output.push(newItem);
    }
    return output;
}

這兩個函數驚人的相似。那么是不是可以把它們抽象成一個通用的模式呢？我們想要的是：給定一個函數和一個數組，通過這個函數，把數組中的每一個元素做操作后放到新的數組中。我們把這個模式叫做 map 。一個數組的 map 函數如下：

function map(f, a) {
    let output = [];
    for (let item of a) {
        output.push(f(item));
    }
    return output;
}

這里還是用了循環結構，如果想要完全擺脫循環的話，可以做一個遞歸的版本出來：

function map(f, a) {
    if (a.length === 0) { return []; }
    return [f(a[0])].concat(map(f, a.slice(1)));
}

遞歸解決方法非常優雅，僅僅用了兩行代碼，幾乎沒有縮進。但是通常并不提倡于在這里使用遞歸，因為在較老的瀏覽器中的遞歸性能非常差。實際上，map 完全不需要你自己去手動實現（除非你自己想寫）。map 模式很常用，因此 JavaScript 提供了一個內置 map 方法。使用這個 map 方法，上面的代碼變成了這樣：

let bandoodle     = band.map(oodlify);
let floodleship   = fellowship.map(oodlify);
let bandizzle     = band.map(izzlify);
let fellowshizzle = fellowship.map(izzlify);

可以注意到，縮進消失，循環消失。當然循環可能轉移到了其他地方，但是我們已經不需要去關心它們了。現在的代碼簡潔有力，完美。

為什么這個代碼這么簡單呢？這可能是個很傻的問題，不過也請思考一下。是因為短嗎？不是，簡潔并不代表不復雜。它的簡單是因為我們把問題分離了。有兩個處理字符串的函數： oodlify 和 izzlify，這些函數并不需要知道關于數組或者循環的任何事情。同時，有另外一個函數：map ，它來處理數組，它不需要知道數組中元素是什么類型的，甚至你想對數組做什么也不用關心。它只需要執行我們所傳遞的函數就可以了。把對數組的處理中和對字符串的處理分離開來，而不是把它們都混在一起。這就是為什么說上面的代碼很簡單。

現在，map 已經得心應手了，但是這并沒有覆蓋到每一種可能需要用到的循環。只有當你想創建一個和輸入數組同樣長度的數組時才有用。但是如果你想要向數組中增加幾個元素呢？或者想找一個列表中的最短字符串是哪個？其實有時我們對數組進行處理，最終只想得到一個值而已。

來看一個例子，現在一個數組里面存放了一堆超級英雄：

const heroes = [
    {name: "Hulk", strength: 90000},
    {name: "Spider-Man", strength: 25000},
    {name: "Hawk Eye", strength: 136},
    {name: "Thor", strength: 100000},
    {name: "Black Widow", strength: 136},
    {name: "Vision", strength: 5000},
    {name: "Scarlet Witch", strength: 60},
    {name: "Mystique", strength: 120},
    {name: "Namora", strength: 75000},
];

現在想找最強壯的超級英雄。使用 for...of 循環，像這樣：

let strongest = {strength: 0};
for (hero of heroes) {
    if (hero.strength > strongest.strength) {
        strongest = hero;
    }
}

雖然這個代碼可以正確運行，可是實在太爛了?？催@個循環，每次都保存到目前為止最強的英雄。繼續提需求，接下來我們想要所有超級英雄的總強度：

let combinedStrength = 0;
for (hero of heroes) {
    combinedStrength += hero.strength;
}

在這兩個例子中，都在循環開始之前初始化了一個變量。然后在每一次的循環中，處理一個數組元素并且更新這個變量。為了使這種循環套路變得更加明顯一點，現在把數組中間的部分抽離到一個函數當中。并且重命名這些變量，以進一步突出相似性。

function greaterStrength(champion, contender) {
    return (contender.strength > champion.strength) ? contender : champion;
}

function addStrength(tally, hero) {
    return tally + hero.strength;
}

const initialStrongest = {strength: 0};
let working = initialStrongest;
for (hero of heroes) {
    working = greaterStrength(working, hero);
}
const strongest = working;

const initialCombinedStrength = 0;
working = initialCombinedStrength;
for (hero of heroes) {
    working = addStrength(working, hero);
}
const combinedStrength = working;

用這種方式來寫，兩個循環變得非常相似了。它們兩個之間唯一的區別是調用的函數和初始值不同。兩個的功能都是對數組進行處理，最終得到一個值。所以，我們創建一個 reduce 函數來封裝這個模式。

function reduce(f, initialVal, a) {
    let working = initialVal;
    for (item of a) {
        working = f(working, item);
    }
    return working;
}

reduce 模式在 JavaScript 中也是很常用的，因此 JavaScript 為數組提供了內置的方法，不需要自己來寫。通過內置方法，代碼就變成了：

const strongestHero = heroes.reduce(greaterStrength, {strength: 0});
const combinedStrength = heroes.reduce(addStrength, 0);

ok，如果足夠細心的話，你會注意到上面的代碼其實并沒有短很多。不過也確實比自己手寫的 reduce 代碼少寫了幾行。但是我們的目標并不是使代碼變短或者少寫，而是降低代碼復雜度?，F在的復雜度降低了嗎？我會說是的。把處理每個元素的代碼和處理循環代碼分離開來了，這樣代碼就不會互相糾纏在一起了，降低了復雜度。

reduce 方法乍一看可能覺得非常基礎。我們舉的 reduce 大部分也比如做加法這樣的簡單例子。但是沒有人說 reduce 方法只能返回基本類型，它可以是一個 object 類型，甚至可以是另一個數組。當我第一次意識到這個問題的時候，自己也是豁然開朗。所以其實可以用 reduce 方法來實現 map 或者 filter，這個留給讀者自己做練習。

現在我們有了 map 處理數組中的每個元素，有了 reduce 可以處理數組最終得到一個值。但是如果想獲取數組中的某些元素該怎么辦？我們來進一步探索，現在增加一些屬性到上面的超級英雄數組中：

const heroes = [
    {name: "Hulk", strength: 90000, sex: "m"},
    {name: "Spider-Man", strength: 25000, sex: "m"},
    {name: "Hawk Eye", strength: 136, sex: "m"},
    {name: "Thor", strength: 100000, sex: "m"},
    {name: "Black Widow", strength: 136, sex: "f"},
    {name: "Vision", strength: 5000, sex: "m"},
    {name: "Scarlet Witch", strength: 60, sex: "f"},
    {name: "Mystique", strength: 120, sex: "f"},
    {name: "Namora", strength: 75000, sex: "f"},
];

ok，現在有兩個問題，我們想要：

找到所有的女性英雄；

找到所有能量值大于500的英雄。

使用普通的 for...of 循環，會得到如下代碼：

let femaleHeroes = [];
for (let hero of heroes) {
    if (hero.sex === "f") {
        femaleHeroes.push(hero);
    }
}

let superhumans = [];
for (let hero of heroes) {
    if (hero.strength >= 500) {
        superhumans.push(hero);
    }
}

邏輯嚴密，看起來還不錯？但是里面又出現了重復的情況。實際上，區別在于 if 的判斷語句，那么能不能把 if 語句重構到一個函數中呢？

function isFemaleHero(hero) {
    return (hero.sex === "f");
}

function isSuperhuman(hero) {
    return (hero.strength >= 500);
}

let femaleHeroes = [];
for (let hero of heroes) {
    if (isFemaleHero(hero)) {
        femaleHeroes.push(hero);
    }
}

let superhumans = [];
for (let hero of heroes) {
    if (isSuperhuman(hero)) {
        superhumans.push(hero);
    }
}

這種只返回 true 或者 false 的函數，我們一般把它稱作斷言（predicate）函數。這里用了斷言（predicate）函數來判斷是否需要保留當前的英雄。

上面代碼的寫法會看起來比較長，但是把斷言函數抽離出來，可以讓重復的循環代碼更加明顯。現在把種循環抽離到一個函數當中。

function filter(predicate, arr) {
    let working = [];
    for (let item of arr) {
        if (predicate(item)) {
            working = working.concat(item);
        }
    }
}

const femaleHeroes = filter(isFemaleHero, heroes);
const superhumans  = filter(isSuperhuman, heroes);

同 map 和 reduce 一樣，JavaScript 提供了一個內置數組方法，沒必要自己來實現（除非你自己想寫）。用內置數組方法，上面的代碼就變成了：

const femaleHeroes = heroes.filter(isFemaleHero);
const superhumans  = heroes.filter(isSuperhuman);

為什么這段代碼比 for...of 循環好呢？回想一下整個過程，我們要解決一個“找到滿足某一條件的所有英雄”。使用 filter 使得問題變得簡單化了。我們需要做的就是通過寫一個簡單函數來告訴 filter 哪一個數組元素要保留。不需要考慮數組是什么樣的，以及繁瑣的中間變量。取而代之的是一個簡單的斷言函數，僅此而已。

與其他的迭代函數相比，使用 filter 是一個四兩撥千斤的過程。我們不需要通讀循環代碼來理解到底要過濾什么，要過濾的東西就在傳遞給它的那個函數里面。

filter 已經信手拈來了吧。這時如果只想找一個英雄該怎么辦？比如找 “Black Widow”。使用 filter 會這樣寫：

function isBlackWidow(hero) {
    return (hero.name === "Black Widow");
}

const blackWidow = heroes.filter(isBlackWidow)[0];

這段代碼的問題是效率不夠高。filter 會檢查數組中的每一個元素，而我們知道這里面只有一個 “Black Widow”，當找到她的時候就可以停住，不用再看后面的元素了。那么，依舊利用斷言函數，我們寫一個 find 函數來返回第一次匹配上的元素。

function find(predicate, arr) {
    for (let item of arr) {
        if (predicate(item)) {
            return item;
        }
    }
}

const blackWidow = find(isBlackWidow, heroes);

同樣地，JavaScript 已經提供了這樣的方法：

const blackWidow = heroes.find(isBlackWidow);

find 再次體現了四兩撥千斤的特點。通過 find 方法，把問題簡化為：你只要關注如何判斷你要找的東西就可以了，不必關心迭代到底怎么實現等細節問題。

這些迭代函數的例子很好地詮釋“抽象”的作用和優雅?；叵胍幌挛覀兯v的內置方法，每個例子中我們都做了三件事：

消除了循環結構，使得代碼變的簡潔易讀；

通過適當的方法名稱來描述我們使用的模式，也就是：map，reduce，filter 和 find；

把問題從處理整個數組簡化到處理每個元素。

注意在每一種情況下，我們都用幾個純函數來分解問題和解決問題。真正令人興奮的是通過僅僅這么四種模式模式（當然還有其他的模式，也建議大家去學習一下），在 JS 代碼中你就可以消除幾乎所有的循環了。這是因為 JS 中幾乎每個循環都是用來處理數組，或者生成數組的。通過消除循環，降低了復雜性，也使得代碼的可維護性更強。

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