詳解JS中你不知道的各種循環測速

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前言

在測試循環速度之前，我們先來創建一個有 100 萬數據的數組：

const len = 100 * 10000;
const arr = [];
for (let i = 0; i < len; i++) {
  arr.push(Math.floor(Math.random() * len));
}

測試環境為：

1.電腦：iMac(10.13.6)；

2.處理器：4.2 GHz Intel Core i7；

3.瀏覽器：Chrome(89.0.4389.82)

1. for 循環

for 循環是我們最常用的一種循環方式瞭，最大的好處就是結構清晰，能夠隨時 break 停止。

我們先用 10 次的測試來看下：

console.log('test for');
for (let k = 0; k < 10; k++) {
  console.time('for');
  let sum = 0;
  for (let i = 0; i < len; i++) {
    sum += arr[i] % 100;
  }
  console.timeEnd('for');
}

最終得到的結果：

在第 1 次和第 2 次時耗時比較多，從第 3 次開始就一直維持在 1.25ms 左右。

2. while 循環和 do-while 循環

這兩個放在一起，也是他們的結構足夠像，而且也能夠隨時 break 停止。

console.log('\ntest while');
for (let k = 0; k < 10; k++) {
  console.time('while');
  let sum = 0;
  let i = 0;
  while (i < len) {
    sum += arr[i] % 100;
    i++;
  }
  console.timeEnd('while');
}
console.log('\ntest do-while');
for (let k = 0; k < 10; k++) {
  console.time('do-while');
  let sum = 0;
  let i = 0;
  do {
    sum += arr[i] % 100;
    i++;
  } while (i < len);
  console.timeEnd('do-while');
}

while 循環和 do-while 循環的結果幾乎一樣，我們隻看下 while 循環在瀏覽器上運行的結果：

跟 for 循環的速度不相上下。

3. forEach、map 和 reduce 循環

接下來來到我們常用的數組三劍客瞭：forEach, map, reduce 等，這 3 個方法都是在 ES6 標準上新加的語法。

3.1 forEach 的簡要介紹

這幾種方法是無法停止循環的，無論使用break還是return，都無法停止整個循環。我們可以做一個測試，例如我想當遇到 3 的倍數時，即停止循環

[1, 2, 3, 4, 5].forEach((item) => {
  console.log(`before return: ${item}`);
  if (item % 3 === 0) {
    return;
  }
  console.log(`after return: ${item}`);
});

運行結果如下：

從運行的結果可以看到，我們的 return 隻是沒有執行當時循環時後面的語句，但並沒有停止整個循環，後面的 4 和 5 依然正常輸出。

那循環是否真的像炫邁一樣停不下來嗎？並不，還有一種方式，可以停止循環。那就是拋出異常：

try {
  [1, 2, 3, 4, 5].forEach((item) => {
    console.log(`before return: ${item}`);
    if (item % 3 === 0) {
      throw new Error('break forEach');
    }
    console.log(`after return: ${item}`);
  });
} catch (e) {}

在 forEach 中拋出異常後，就可以停止該循環，然後再使用try-catch捕獲異常，避免整個服務被掛掉。

雖然可以停止 forEach 的循環，但實現起來麻煩瞭不少。因此若沒有停止整個循環的需求，可以使用 forEach, map 等循環方式；否則還是要使用其他的循環方式。

3.2 forEach 等的測速

好的，接下來我們就要測試這 3 個循環方式的循環速度瞭。

// forEach 的測試：
console.log('\ntest forEach');
for (let k = 0; k < 10; k++) {
  console.time('forEach');
  let sum = 0;
  arr.forEach((item) => {
    sum += item % 100;
  });
  console.timeEnd('forEach');
}
// map 的測試：
console.log('\ntest map');
for (let k = 0; k < 10; k++) {
  console.time('map');
  let sum = 0;
  arr.map((item) => {
    sum += item % 100;
  });
  console.timeEnd('map');
}
// reduce 的測試：
console.log('\ntest reduce');
for (let k = 0; k < 10; k++) {
  console.time('reduce');
  let sum = 0;
  arr.reduce((_, item) => {
    sum += item % 100;
  }, 0);
  console.timeEnd('reduce');
}

因這 3 個循環的時間差不多，我這裡就隻截取瞭 forEach 的測試結果。

執行 10 次循環後，forEach 的執行時間差不多在 10.8ms 左右，比上面的 for 循環和 while 循環高瞭將近 10 倍的運行時間。

4. for-of

ES6 借鑒 C++、Java、C# 和 Python 語言，引入瞭 for…of 循環，作為遍歷所有數據結構的統一的方法。

4.1 for-of 的簡要介紹

一個數據結構隻要部署瞭 Symbol.iterator 屬性，就被視為具有 iterator 接口，就可以用 for…of 循環遍歷它的成員。也就是說，for…of 循環內部調用的是數據結構的 Symbol.iterator 方法。

for…of 循環可以使用的范圍包括數組、Set 和 Map 結構、某些類似數組的對象（比如 arguments 對象、DOM NodeList 對象）、後文的 Generator 對象，以及字符串。

for-of 拿到的就是 value 本身，而 for-in 則拿到的是 key，然後通過 key 再獲取到當前數據。

const fruits = ['apple', 'banana', 'orange', 'lemon'];

for (const value of fruits) {
  console.log(value); // 'apple', 'banana', 'orange', 'lemon'
}

4.2 for-of 的循環測速

測試 for-of 循環速度的代碼：

console.log('\ntest for-of');
for (let k = 0; k < 10; k++) {
  console.time('for-of');
  let sum = 0;
  for (const value of arr) {
    sum += value % 100;
  }
  console.timeEnd('for-of');
}

測試結果：

在多次重復同一個循環時，前 2 次的 for-of 循環時間會比較長，得在 15ms 以上。但後續的執行，循環速度就下降到 1.5ms 左右瞭，與 for 循環的時間差不多。

5. for-in 循環

for-in 通常用於 object 類型的循環，但也可以用來循環數組，畢竟所有數據類型的祖先都是 object 類型。

console.log('\ntest for-in');
for (let k = 0; k < 10; k++) {
  console.time('for-in');
  let sum = 0;
  for (let key in arr) {
    sum += arr[key] % 100;
  }
  console.timeEnd('for-in');
}

測試結果：

for-in 循環的測速數據很驚人，簡直是獨一檔的存在瞭，最好的時候也至少需要 136ms 的時間。可見 for-in 的循環效率真的很低。

數組類型的數據還是不要使用采用 for-in 循環瞭；Object 類型的可以通過Object.values()先獲取到所有的 value 數據，然後再使用 forEach 循環：

const obj = {};
for (let i = 0; i < len; i++) {
  obj[i] = Math.floor(Math.random() * len);
}
for (let k = 0; k < 10; k++) {
  console.time('forEach-values');
  let sum = 0;
  Object.values(obj).forEach((item) => {
    sum += item % 100;
  });
  console.timeEnd('forEach-values');
}

即使多瞭一步操作，循環時間也大概在 14ms 左右，要比 for-in 快很多。

6. 總結

我們把所有的循環數據放到一起對比一下，我們這裡將每個循環的測試次數調整為 100 次，橫軸是循環的次數，數軸是循環的時間：

1.for 循環、while 循環和 d-while 循環的時間最少；

2.for-of 循環的時間稍長；

3.forEach 循環、map 循環和 reduce 循環 3 者的數據差不多，但比 for-of 循環的時長更長一點；

4.for-in 循環所需要的時間最多；

每種循環的時長不一樣，我們在選擇循環方式時，除瞭考慮時間外，也要考慮到語義化和使用的場景。

以上就是詳解JS中你不知道的各種循環測速的詳細內容，更多關於JS中各種循環測速的資料請關註WalkonNet其它相關文章！

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