一道面试题引发的JavaScript 数组的思考

昨晚睡觉前刷掘金看到一道面试题，由此引发了一系列的拓展与思考。

面试题

不使用loop循环，创建一个长度为100的数组，并且每个元素的值等于它的下标

以下是我的一些解决方案

Array.from(Array(100).keys())
[...Array(100).keys()]
Object.keys(Array(100))
Array.prototype.recursion = function(length) {
    if (this.length === length) {
        return this;
    }
    this.push(this.length);
    this.recursion(length);
}
arr = []
arr.recursion(100)
Array(100).map(function (val, index) {
    return index;
})

当然还有一种比较作死的方法

var arr = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99]

用了这种方法你也可能被考官打死！但是确实也没用loop循环。

问题与思考

问题

将上述方法挨个在控制台上跑了一遍后发现问题了
Object.keys(Array(100))的结果为[]，即空数组

map方法的结果为[undefined × 100]

思考

初步猜测与undefined有关，进行尝试

arr = [];
arr[10] = 1;
arr[20] = 2;
Object.keys(arr)  //["10", "20"];
arr.map(function (val, index) {
    return index;
}); //  [undefined × 10, 10, undefined × 9, 20]

可以看到显示的是undefined x 10,这种显示代表的是数组中未初始化的数量，而并非说是10个undefined的值。
也就是说下面式子并不等价，下文会提到前者是稀疏数组，后者是密集数组。

Array(5) // [undefined × 5]
[undefined, undefined, undefined, undefined, undefined]

也就是说利用Array()构造函数创建的数组其实是下面这样的，两者之间是等价的。

Array(5)
[,,,,,]

问题很明显了，是因为Object.keys()与map跳过了数组中空的部分，换句话说，也就是数组中没有初始化的部分均会被跳过。
发现问题后就很好解决了，只需要利用es6中的fill对数组初始化就可以了。

Object.keys(Array(100).fill(0))
Array(100).fill(0).map(function (val, index) {
    return index;
})

拓展

问题解决后，发现一个问题，以上答案除了递归外均用到了ES6的方法，那么在ES5下怎么解决？查阅相关资料发现了两个词汇稀疏数组与密集数组。简要概括大概意思就是：

稀疏数组：不连续的数组
密集数组：连续的数组

sparse = []  //稀疏sparse[1] = 1sparse[10] = 10dense = [1, 2, 3, 4, 5]  //密集

创建密集数组的关键在于我们要对数组中的每个index对应的value进行赋值
比如这样

sparse = []  //稀疏
sparse[1] = 1
sparse[10] = 10
dense = [1, 2, 3, 4, 5]  //密集

这样创建的数组值为''，而非空，比较推荐这种。

还可以使用apply，比如创建长度为5的密集数组Array.apply(null, Array(5))

实际等价为Array(undefined,undefined,undefined,undefined,undefined)。

如果考虑ES6的话，我们还可以这样创建密集数组

Array.from({length:5})
Array(5).fill(undefined)

虽然数组的值是undefined，但是却是密集数组，换句话来说就是稀疏与密集数组与数组的值没有任何关系，在于数组中的每个值是否被初始化。

sparse = []
sparse[1] = 1
sparse[10] = 10
for (let index in sparse) {
    console.log('sparse:' + 'index=' + index + '    value=' + sparse[index])
}
dense = Array.apply(null, Array(5))
for (let index in dense) {
    console.log('dense:' + 'index=' + index + '    value=' + dense[index])
}
sparse[0] === dense[0]

结果为

sparse:index=1    value=1
sparse:index=10    value=10
dense:index=0    value=undefined
dense:index=1    value=undefined
dense:index=2    value=undefined
dense:index=3    value=undefined
dense:index=4    value=undefined
true

可以看到dense中的value为undefined,但是并没有被for...in忽略,并且sparse[0] === dense[0]的结果为true说明两者之间的undefined并没有什么区别,唯一的区别是sparse的undefined是代表空(未初始化)，dense的undefined是我们赋值的(已初始化)。

换句话来说，虽然我们赋值是undefined，但是由于我们进行了这步赋值操作，js就认为数组已经初始化了，从而不会被for...in跳过。

由此可知js中数组相关的方法对于空位(稀疏数组和密集数组)的处理方式是不同，这里在阮老师的ES6中关于数组的空位中找到了分析。

ES5对空位的处理，已经很不一致了，大多数情况下会忽略空位。

forEach(), filter(), every() 和some()都会跳过空位。

map()会跳过空位，但会保留这个值

join()和toString()会将空位视为undefined，而undefined和null会被处理成空字符串。

ES6则是明确将空位转为undefined

Array.from方法会将数组的空位，转为undefined，也就是说，这个方法不会忽略空位。

扩展运算符（…）也会将空位转为undefined。

copyWithin()会连空位一起拷贝。

fill()会将空位视为正常的数组位置。

for…of循环也会遍历空位。

entries()、keys()、values()、find()和findIndex()会将空位处理成undefined

总之由于对数组的空位的处理规则非常不统一，所以建议避免出现空位。

实际上，typeof Array()我们可以发现结果是object,js中的数组就是一个特殊的对象，换句话来说，js中的数组不是传统意义上的数组。

arr = []
arr.length // 0
arr[0] = 1
arr.length // 1
arr[100] = 100
arr.length // 101
arr[100] === arr['100'] // true
arr['a'] = 1
arr.length // 101

通过上述代码我们可以发现，js的数组中的数字索引其实是字符串形式的数字，同时当我们为数组赋值的时候，如果数值索引的index超过数组原有的长度，数组的长度会自动扩充为index + 1，同时中间的空隙会自动填充undefined，此时数组会变为稀疏数组。
当index不为数值的时候,数值依然会被填充进去，但此时length不会发现变化。

数组插值会引起length变化需要满足两个条件

isNaN(parseInt(index,10)) === false
index >= length

继续思考，当数组的长度改变的时候，数组中的值是什么情况呢？

arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
arr['test'] = 1
console.log(arr) // [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, test: 1]
arr.length = 1
console.log(arr) // [1, test: 1]

可以看到，如果改变后的length如果小于原来的length，凡是满足index(包括字符串形式的数字,在数组索引中两者等价)大于等于length的全部会被删除，即凡是同时满足下列2个条件的都会被删除

isNaN(parseInt(index,10)) === false
index >= length

总结

面试题
不使用loop循环，创建一个长度为100的数组，并且每个元素的值等于它的下标

答案

Array.from(Array(100).keys())
[...Array(100).keys()]
Object.keys(Array(100).join().split(','))
Object.keys(Array(100).fill(undefined))
Object.keys(Array.apply(null,{length:100}))
Array.prototype.recursion = function(length) {
    if (this.length === length) {
        return this;
    }
    this.push(this.length);
    this.recursion(length);
}
arr = []
arr.recursion(100)
Array(100).fill(0).map(function (val, index) {
    return index;
})

后来仔细想了想，答案中依然存在部分问题，使用了Object.keys()的结果数组中的值为字符串形式的数字，map在MDN上Array.prototype.map()的polyfill中的代码来看也是使用了循环。但是出题人的意思应该是指不使用for...in、for...of、for、while循环吧。

总之我认为最稳妥的答案是以下几个

Array.from(Array(100).keys())
[...Array(100).keys()]
Array.prototype.recursion = function(length) {
    if (this.length === length) {
        return this;
    }
    this.push(this.length);
    this.recursion(length);
}
arr = []
arr.recursion(100)