用 JavaScript 學習資料結構和演算法:陣列(Array)篇


Posted by KD Chang on 2016-10-08

用 JavaScript 學習資料結構和演算法:陣列(Array)篇

什麼是陣列(Array)?

陣列可以說是程式語言中暫時儲存資料的櫃子,幾乎所有的程式語言都具備陣列這個廣泛運用的資料結構,但值得注意的是一般程式語言中陣列只能儲存同樣型別的值,但在 JavaScript 則可以儲存不同型別的值(但我們還是盡量避免)。

下面是陣列的簡單使用情境,當今天我們想儲存整個班級的學生姓名時,我們不可能使用一個個變數去一個個儲存,這時候陣列的功能就派上用場了:

const student1 = 'Mark';
const student2 = 'Zuck';
const student3 = 'Woz';

const students[0] = 'Mark';
const students[1] = 'Zuck';
const students[2] = 'Woz';

陣列初體驗

用 JavaScript 學習資料結構和演算法:陣列(Array)篇

接下來我們將實際操作陣列,讓讀者感受一下陣列的使用方式:

  1. 建立和初始化陣列

    在 JavaScript 中建立陣列十分容易和彈性,主要有兩種方式:

    使用 new Array(),可以自定陣列大小

    let newArray1 = new Array();
    let newArray2 = new Array(3);
    let students = new Array('Mark', 'Zuck');
    

    使用 [] 宣告陣列,相對彈性

    let newArray1 = [];
    let students = ['Mark', 'Zuck'];
    
  2. 新增、刪除陣列元素

    在 JavaScript 有許多彈性好用的新增刪除陣列的方法,最簡單的新增方式就是把值直接賦值給陣列上最後一個元素:

    let students = ['Mark', 'Zuck', 'Pony', 'Elon'];
    // 由於陣列 index 是從 0 開始,使用陣列長度當 index 賦值就會新增一個元素 
    students[students.length] = 'Mary';
    

    使用 push 可以將元素新增到最後,pop 可以移除最後陣列元素:

    let students = ['Mark', 'Zuck', 'Pony', 'Elon'];
    
    // 將 Mary 加入最後元素
    students.push('Mary');
    // 將 Mary 移除
    students.pop();
    

    整個移動陣列元素,以下示範想在首位插入元素 12:

    let numbers = [1, 2, 3, 4];
    for(let i = numbers.length; i >= 0; i--) {
    numbers[i] = numbers[i - 1];
    }
    numbers[0] = 12;
    

    unshiftshift 陣列可以分別將數值插入首位和移除首位元素:

    let students = ['Mark', 'Zuck', 'Pony', 'Elon'];
    
    // 將 Mary 插入首位
    students.unshift('Mary');
    // 將 Mary 移除
    students.shift();
    

    使用 splice 方法可以指定 index 去新增、刪除元素:

    // splice(起始 index, 刪除個數,若為0即為插入, 欲插入元素1, 欲插入元素2, 欲插入元素N)
    let students = ['Mark', 'Zuck', 'Pony', 'Elon'];
    students.splice(0, 2); // students => ['Pony', 'Elon']
    students.splice(1, 0, 'John', 'Cath'); // students => ['Pony', 'John', 'Cath', 'Elon'];
    

二維陣列

事實上在 JavaScript 中只支援一維陣列,但我們可以用陣列嵌套陣列的方式來達成多維陣列:

 // 學生和他的成績
 let students = [];
 students[0] = [79, 74, 86];
 students[1] = [97, 54, 46];

列印出結果:

 for(let i = 0; i < students.length; i++) {
  for(let j = 0; j < students[i].length; j++) {
   console.log(students[i][j]);
  }
 }

以上是二維陣列作法,若是多維則以此類推,但越多維維護起資料越複雜。

常見陣列方法

陣列相當彈性也功能強大的一種資料結構,除了上面介紹的方法外還擁有許多常用方法。我們這裡也借用 @tooto1985 所整理的圖解 JavaScript 陣列操作方法進行講解:

用 JavaScript 學習資料結構和演算法:陣列(Array)篇

陣列合併和切割

  1. concat

    連接兩個或多個陣列並回傳結果:

    var hege = ["Cecilie", "Leo"];
    var stale = ["Emil", "May", "Linus"];
    var children = hege.concat(stale);
    
    // ['Cecilie', 'Leo', 'Emil', 'May', 'Linus']
    
  2. slice

    將 array 切片,回傳新的 array:

    var fruits = ['Banana', 'Orange', 'Lemon', 'Apple', 'Raspberry'];
    var citrus = fruits.slice(1, 3); // ['Orange', 'Lemon', 'Apple']
    
  3. join

    將陣列用分隔符號(separator)串起來成字串

    var fruits = ['Banana', 'Orange', 'Lemon', 'Apple', 'Raspberry'];
    var citrus = fruits.join(); // 預設使用 , 分隔:Banana,Orange,Lemon,Apple,Raspberry
    

陣列迭代

  1. every

    對陣列每個元素都進行迭代,若迭代函數內容皆為 true,則回傳 true,反之回傳 false:

    var ages = [32, 33, 16, 40];
    
    function checkAdult(age) {
      return (age >= 18) ? true : false;
    }
    
    console.log(ages.every(checkAdult)); // false
    
  2. some

    與 every 的用法類似,但不同的是若迭代函數中有一個為 true 即回傳 true,反之回傳 false:

    var ages = [3, 10, 18, 20];
    
    function checkAdult(age) {
      return (age >= 18) ? true : false;
    }
    
    console.log(ages.some(checkAdult)); // true
    
  3. map

    迭代每一個陣列元素:

    var numbers = [4, 9, 16, 25];
    
    numbers.map(function(value, index) {
    console.log(value, index);
    });
    
  4. reduce

    由左到右累加(reduce 方法的參數函數共有 previousValue, currentValue, index, array 四個參數):

    var numbers = [65, 44, 12, 3];
    
    function getSum(total, num) {
      return total + num;
    }
    numbers.reduce(getSum); // 124
    
  5. reduceRight

    由右到左累加:

    var numbers = [65, 44, 12, 3];
    
    function getSum(total, num) {
      return total + num;
    }
    
    numbers.reduceRight(getSum); // 124
    
  6. filter

    依據條件回傳過濾後的陣列:

    var ages = [32, 33, 16, 40];
    
    function checkAdult(age) {
      return age >= 18;
    }
    
    ages.filter(checkAdult); // [32, 33, 40]
    
  7. forEach

    迭代陣列元素:

    numbers.forEach(function(value, index){
    console.log(value, index);
    });
    

搜尋和排序

  1. indexOf

    回傳值位於陣列內的位置,若值未在陣列中則回傳 -1:

    var fruits = ["Banana", "Orange", "Apple", "Mango"];
    var a = fruits.indexOf("Orange"); // 1
    
  2. lastIndexOf

    與 indexOf 類似,但是是回傳最後一次 match 到的 index,同樣若值未在陣列中則回傳 -1:

    var fruits = ["Banana", "Orange", "Apple", "Mango", "Orange"];
    var a = fruits.indexOf("Orange"); // 4
    
  3. reverse

    反轉陣列元素:

    var fruits = ["Banana", "Orange", "Apple", "Mango"];
    fruits.reverse(); ['Mango', 'Apple', 'Orange', 'Banana']
    
  4. sort

    將陣列內容進行排序,回傳排序後陣列,若為文字則根據 ASCII Code 編碼大小進行比較:

    var fruits = ["Banana", "Orange", "Apple", "Mango"];
    fruits.sort();
    

輸出陣列為字串

  1. toString

    將陣列轉成字串,並回傳結果:

    var fruits = ["Banana", "Orange", "Apple", "Mango"];
    fruits.toString(); // Banana,Orange,Apple,Mango
    
  2. valueOf

    回傳陣列內容:

    var fruits = ["Banana", "Orange", "Apple", "Mango"];
    var v = fruits.valueOf();
    

總結

以上就是 JavaScript 陣列(Array)介紹和操作方法,讀者們千萬別走看花,實際動手在 console 或是 JSBin 上感受一下,你就會知道 JavaScript Array 的彈性好用!接下來的資料結構介紹裡也會使用到許多 Array 的操作方式。

延伸閱讀

  1. JavaScript Array Reference

(image via speakingcsdhananjay25tooto1985

關於作者:
@kdchang 文藝型開發者,夢想是做出人們想用的產品和辦一所心目中理想的學校。A Starter & Maker. JavaScript, Python & Arduino/Android lover.:)


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