数组

简介

在 JavaScript 中，数组是一种有序的异构元素序列。换句话说，数组可以存储不同类型的数据。

注意： 数组是 JavaScript 中一种特殊的对象。

初始化数组

1var ExampleList = [3.14159, 'apple', 23]
2var EmptyList = []
3console.log(ExampleList)
4console.log(EmptyList)

因此，数组可以同时容纳整数、字符串、字符、函数，以及几乎所有其他数据类型，包括其他数组！请看下面的例子。anotherArray 包含两个数组、一个字符串和一个函数！元素可以通过方括号进行访问或“索引”。数组的第一个元素通过 0 访问（如第 8 行所示），第二个元素通过 1 访问，依此类推。数组的索引从 0 开始。

1var anArray = [2, 'PageFlux', 'A']
2function foo()
3{
4  console.log('Hello from foo()!');
5}
6var anotherArray = [anArray, 'JavaScript', foo, ['yet another array']]
7
8console.log(anotherArray[0]) // 'anArray' 的元素
9console.log(anotherArray[0][1]) // 'anArray' 的第二个元素
10console.log(anotherArray[1]) // 'JavaScript'
11console.log(anotherArray[3]) // 'yet another array'
12
13// 你也可以调用数组中的函数！
14anotherArray[2]() // 'Hello from foo()!'

注意： 在 JavaScript 中，JS 引擎会尝试为数组元素使用连续的内存位置以优化操作。然而，如果我们进行诸如留空或添加属性等操作，引擎就必须将数组视为对象来处理。如果我们按照数组应有的方式使用它，可以认为它类似于 C++ 中的数组。但在某些情况下，我们可能会以 JavaScript 特有的方式发挥数组的功能，此时数组就变成了对象，因此我们对代码运行时间的假设也需要相应调整。

重要的数组函数

让我们来看看一些有用的内置 JavaScript 数组函数。不过要提醒一下，不要用这些函数来替代面试中的回答。例如，如果被要求排序数组，不要直接使用 sort() 函数来作答！

push() 函数

此函数用于将单个元素添加到数组末尾。

1var array = [1, 3, 5, 'seven']
2console.log(array)
3array.push(9)
4console.log(array)

push() 操作的时间复杂度为 $O(1)$，因为我们只需更新数组的 length 并添加新元素。

pop() 函数

返回并移除数组末尾的元素。

1var array = [1, 3, 5, 'seven']
2console.log(array)
3array.pop()
4console.log(array)

pop() 操作的时间复杂度为 $O(1)$，因为我们只需更新数组的 length 并移除最后一个索引。

shift() 函数

返回并移除数组开头的元素。请自行尝试！

1var array = [1, 3, 5, 'seven'];
2console.log(array.shift())
3console.log(array)

shift() 操作的时间复杂度为 $O(n)$，因为我们需要移除索引为 0 的元素，将所有后续元素向左移动，然后更新数组长度。

unshift(value) 函数

将指定元素插入到数组开头。

1var array = [1, 3, 5, 'seven'];
2console.log(array);
3array.unshift('JavaScript');
4console.log(array);

unshift() 操作的时间复杂度为 $O(n)$，因为我们需要更新数组长度，将所有元素向右移动，然后在索引 0 处添加新元素。

delete 关键字

可以在 JavaScript 中使用 delete 删除数组元素。但使用 delete 会在数组中留下未定义的空洞，因此建议使用 shift() 或 pop() 方法。

1var array = [1, 3, 5, 'seven']
2console.log(array);
3delete array[3]
4console.log(array);

delete 只移除指定索引处的元素，不会移动其他元素，因此不存在 $O(n)$ 的元素搬移；它的代价来自在数组中留下空洞，可能降低后续操作的性能。

reverse() 函数

此函数用于反转数组。使用方式为 array.reverse()。

1var array = [1, 3, 5, 'seven']
2console.log(array);
3array.reverse()
4console.log(array);

reverse() 函数的时间复杂度为 $O(n)$，因为我们必须遍历数组的所有元素。

splice() 函数

splice() 函数可用于添加或删除元素。

第一个参数是插入新元素的索引位置。

第二个参数是要删除的元素数量。如果不希望删除任何元素，只需将第二个参数设为 0。

其余参数是要添加的新元素。

1var array = [1, 3, 5, 'seven', 10]
2console.log(array);
3// 添加新元素
4array.splice(2, 0, 'four');
5console.log(array);
6// 删除元素
7array.splice(2, 3);
8console.log(array);
9// 同时添加和删除元素
10array.splice(2, 1, 'ten', 8);
11console.log(array);

splice() 函数的时间复杂度为 $O(n)$。由于 splice() 直接在原数组上进行增删操作，因此最坏情况下需要移动 $n-1$ 个元素。

slice() 函数

slice() 函数可用于从数组中截取一部分内容并生成一个新数组。

第一个参数是截取开始的索引位置。

第二个参数是截取结束的索引位置（不包含该位置）。如果省略第二个参数，则新数组包含从第一个参数开始到数组末尾的所有元素。

1var array = [1,'two',3,4,5,'six','seven',8,'nine',10]
2console.log(array);
3// 仅使用第一个参数进行截取
4var newArray = array.slice(4);
5console.log(newArray);
6// 使用两个参数进行截取
7var newArray2 = array.slice(4,7);
8console.log(newArray2);

slice() 函数的时间复杂度为 $O(n)$。因为 slice() 会从起始位置到结束位置创建一个新数组，因此最坏情况下需要复制数组中的所有元素。

concat() 函数

concat() 函数如其名称所示，用于连接数组，并创建一个新数组，不会影响原始数组。

你可以通过向 concat() 函数传入任意多个数组作为参数来合并它们。

1var array = [1,'two',3,4,5];
2var array2 = ['six','seven',8,'nine',10]
3console.log(array);
4console.log(array2);
5// 合并 array 和 array2
6var mergedArray = array.concat(array2)
7console.log(mergedArray)
8
9// 合并另外两个数组
10mergedArray = mergedArray.concat([11,'twelve'], [13,14,15])
11console.log(mergedArray)

concat() 函数的时间复杂度为 $O(m+n)$，其中 m 是第一个数组的大小，n 是第二个数组的大小。concat() 会创建一个大小为 m+n 的新数组，并逐个复制两个数组的元素到新数组中。

for...of 语句

for...of 语句用于遍历可迭代对象，如数组和类数组对象。

1var array = [1,'two',3,4,5, 'six','seven',8,'nine',10]
2
3for(let ele of array){
4  console.log(ele)
5}

for...of 的时间复杂度为 $O(n)$，其中 n 是数组中的元素数量。

注意： 这些内置函数的时间复杂度是基于假设计算得出的。