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    js开发:数组的push()、pop()、shift()和unshift()

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    JavaScript是一种弱类型语言,不像其它程序语言需要严格定义数据类型。在JavaScript中数组可以任意修改变动,这样也就出现了一个问题,如果边遍历数组边操作数组(比如删除当前项,则所有之后的数组元素下标都将向前移动)是一件很危险的事情。

    JavaScript的数组是一个拥有堆栈和队列自身优点的global对象。也就是说JavaScript数组可以表现的像栈(LIFO)和队列(FIFO)一样操作。这也是JavaScript数组强大的可操作性的体现。

    今天一起来学习JavaScript数组的栈和队列的操作方法。

    堆栈和队列

    要了解JavaScript数组的堆栈和队列方法的操作,需要先对堆栈和队列基础知识有所了解。在继续后面的内容之前,我们先简单的了解一下堆栈和队列的概念。

    栈和队列都是动态的集合,在栈中,可以去掉的元素是最近插入的那一个。栈实现了后进先出。在队列中,可以去掉的元素总是在集合中存在的时间最长的那一个。队列实现了先进先出的策略。

    堆栈的基本概念

    先上张图:

    堆栈的基本概念

    栈是一种LIFO(Last-In-First-Out,后进先出)的数据结构,也就是最新添加的项最早被移除。而栈中项的插入(叫做推入)和移除(叫做弹出),只发生在一个位置——栈的顶部。

    最开始栈中不含有任何数据,叫做空栈,此时栈顶就是栈底。然后数据从栈顶进入,栈顶栈底分离,整个栈的当前容量变大。数据出栈时从栈顶弹出,栈顶下移,整个栈的当前容量变小。

    比如说,我们在一个箱子中放了很多本书,如果你要拿出第二书,那么你要先把第一本书拿出来,才能拿第二本书出来;拿出第二本书之后,再把第一本书放进去。

    ECMAScript为数组专门提供了 push() 和 pop() 方法,以便实现类似栈的行为。 push() 方法可以接收任意数量的参数,把它们逐个添加到数组末尾,并返回修改后数组的长度。而 pop() 方法则从数组末尾移除最后一项,减少数组的length值,然后返回移除的项。

    队列的基本概念

    栈数据结构的访问规则是LIFO(后进先出),而队列数据结构的访问规则是FIFO(Fist-In-First-Out,先进先出)。队列在列表的末端添加项,从列表的前端移除项。如下图所示:

    队列的基本概念

    比如说火车站排队买票,先到的先买,买好的先走。

    入队列操作其实就是在队尾追加一个元素,不需要任何移动,时间复杂度为O(1)。出队列则不同,因为我们已经架设下标为0的位置是队列的队头,因此每次出队列操作所有元素都要向前移动。如下图所示:

    队列的基本概念

    ECMAScript为数组专门提供了 shift() 和 unshift() 方法,以便实现类似队列的行为。由于 push() 是向数组末端添加数组项的方法,因此要模拟队列只需一个从数组前端取得数组项的方法。实现这一操作的数组方法就是 shift() ,它能够移除数组中的第一个项并返回该项,同时将数组长度减1

    顾名思义, unshift() 与 shift() 的用途相反:它能在数组前端添加任意个数组项并返回新数组的长度。因此,同时使用 unshift() 和 pop() 方法,可以从相反的方向来模拟队列,即在数组的前端添加数组项,从数组末端移除数组项。

    push()方法

    该方法是向数组末尾添加一个或者多个元素,并返回新的长度。

    push()方法可以接收任意数量的参数,把它们逐个添加到数组的末尾,并返回修改后数组的长度。如:

    var arr = []; //创建一个空数组
    console.log(arr); // []
    console.log("入栈"); // 入栈
    arr.push(1); // 将1添加到数组arr中
    console.log(arr); // [1]
    arr.push(2); //将2添加到数组arr中
    console.log(arr); //[1,2]
    arr.push([3,4]); // 将数组[3,4]添加到arr中
    console.log(arr); // [1,2,[3,4]]
    console.log(arr.length); // 3

    在Chrome浏览器控制台输出的效果如下图所示:

    push方法

    pop()方法

    pop()方法刚好和push()方法相反。pop()方法删除数组的最后一个元素,把数组的长度减1,并且返回它被删除元素的值,如果数组变为空,则该方法不改变数组,返回undefine值。如下代码演示:

    var arr = [1,2,3,4]; //创建一个数组
    console.log(arr); // [1,2,3,4]
    console.log(arr.length); // 4
    console.log("出栈,后进先出"); // 出栈,后进先出
    arr.pop();
    console.log(arr); //  // [1,2,3]
    arr.pop();
    console.log(arr); // [1,2]
    arr.pop();
    console.log(arr); // [1]
    arr.pop();
    console.log(arr); // []

    在Chrome浏览器控制台输出的效果如下图所示:

    pop方法

    unshift()方法

    unshift()方法是向数组的开头添加一个或多个元素,并且返回新的长度。

    var arr = []; //创建一个空的数组
    console.log(arr); // []
    console.log("入队"); // 入队
    arr.unshift(1,2,3,4); // 将1,2,3,4推入到数组arr
    console.log(arr); // [1,2,3,4]
    console.log(arr.length); // 4

    在Chrome浏览器控制台输出的效果如下图所示:

    unshift方法

    shift()方法

    shift()方法和unshift()方法恰恰相反。该方法用于把数组的第一个元素从其中删除,并返回被删除的值。如果数组是空的,shift()方法将不进行任何操作,返回undefined的值。

    var arr = [1,2,3,4]; // 创建一个数组
    console.log(arr); // [1,2,3,4]
    arr.shift(); // 取得第一项
    console.log(arr); // [2,3,4]
    arr.shift(); // 取得第一项
    console.log(arr); // [3,4]
    arr.shift(); // 取得第一项
    console.log(arr); // [4]
    arr.shift(); // 取得第一项
    console.log(arr); // []

    在Chrome浏览器控制台输出的效果如下图所示:

    shift方法

    简单得回忆一下:

    • push()方法可以在数组的末属添加一个或多个元素
    • shift()方法把数组中的第一个元素删除
    • unshift()方法可以在数组的前端添加一个或多个元素
    • pop()方法把数组中的最后一个元素删除

    JavaScript实现类似栈和队列的行为

    了解这几种方法之后,我们就可以将它们结合起来,轻松的实现类似栈和队列的行为。

    实现类似栈的行为

    push()pop()结合在一起,我们就可以实现类似栈的行为:

    [php] 
    <code class="php" style="font-family:monospace,monospace; font-size:1em; display:block; padding:0.5em"><span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//创建一个数组来模拟堆栈</span>  
    <span class="keyword" style="color:rgb(133,153,0)">var</span> a=<span class="keyword" style="color:rgb(133,153,0)">new</span> <span class="keyword" style="color:rgb(133,153,0)">Array</span>();  
    console.log(a);  
    <span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//push: 在数组的末尾添加一个或更多元素,并返回新的长度</span>  
    console.log(<span class="string" style="color:rgb(42,161,152)">"入栈"</span>);  
    a.push(<span class="number" style="color:rgb(42,161,152)">1</span>)  
    console.log(a);<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->1</span>  
    a.push(<span class="number" style="color:rgb(42,161,152)">2</span>);  
    console.log(a);<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->1,2</span>  
    a.push(<span class="number" style="color:rgb(42,161,152)">3</span>);  
    console.log(a);<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->1,2,3</span>  
    a.push(<span class="number" style="color:rgb(42,161,152)">4</span>);  
    console.log(a);<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->1,2,3,4</span>  
    console.log(<span class="string" style="color:rgb(42,161,152)">"出栈,后进先出"</span>);  
    console.log(a);  
    <span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//pop:从数组中把最后一个元素删除,并返回这个元素的值</span>  
    a.pop();<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->4</span>  
    console.log(a);  
    a.pop();<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->3</span>  
    console.log(a);  
    a.pop();<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->2</span>  
    console.log(a);  
    a.pop();<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->1</span>  
    console.log(a);  
    </code>  

    在Chrome浏览器控制台输出的效果如下图所示:

    JavaScript实现类似栈的行为

    实现类似队列的行为

    shift()push()方法结合在一起,可以像使用队列一样使用数组。即在数组的后端添加项,从数组的前端移除项:

    [php] 
    <code class="php" style="font-family:monospace,monospace; font-size:1em; display:block; padding:0.5em"><span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//创建一个数组来模拟队列</span>  
    <span class="keyword" style="color:rgb(133,153,0)">var</span> a=<span class="keyword" style="color:rgb(133,153,0)">new</span> <span class="keyword" style="color:rgb(133,153,0)">Array</span>();  
    console.log(a);  
    <span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//push: 在数组的末尾添加一个或更多元素,并返回新的长度</span>  
    console.log(<span class="string" style="color:rgb(42,161,152)">"入队"</span>);  
    a.push(<span class="number" style="color:rgb(42,161,152)">1</span>)  
    console.log(a);<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->1</span>  
    a.push(<span class="number" style="color:rgb(42,161,152)">2</span>);  
    console.log(a);<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->1,2</span>  
    a.push(<span class="number" style="color:rgb(42,161,152)">3</span>);  
    console.log(a);<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->1,2,3</span>  
    a.push(<span class="number" style="color:rgb(42,161,152)">4</span>);  
    console.log(a);<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->1,2,3,4</span>  
    console.log(<span class="string" style="color:rgb(42,161,152)">"出队,先进先出"</span>);  
    console.log(a);  
    <span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//shift:从数组中把第一个元素删除,并返回这个元素的值</span>  
    a.shift();<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->1</span>  
    console.log(a);  
    a.shift();<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->2</span>  
    console.log(a);  
    a.shift();<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->3</span>  
    console.log(a);  
    a.shift();<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->4</span>  
    console.log(a);  
    </code>  

    在Chrome浏览器控制台输出的效果如下图所示:

    JavaScript实现类似队列的行为

    除此之外,还可以同时使用unshift()pop()方法,从相反的方向来模拟队列,即在数组的前端添加项,从数组的后端移除项。如下面的示例所示:

    [php] 
    <code class="php" style="font-family:monospace,monospace; font-size:1em; display:block; padding:0.5em"><span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//创建一个数组来模拟队列</span>  
    <span class="keyword" style="color:rgb(133,153,0)">var</span> a=<span class="keyword" style="color:rgb(133,153,0)">new</span> <span class="keyword" style="color:rgb(133,153,0)">Array</span>();  
    console.log(a);  
    <span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//unshift: 在数组的前端添加一个或更多元素,并返回新的长度</span>  
    console.log(<span class="string" style="color:rgb(42,161,152)">"入队"</span>);  
    a.unshift(<span class="number" style="color:rgb(42,161,152)">1</span>)  
    console.log(a);<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->1</span>  
    a.unshift(<span class="number" style="color:rgb(42,161,152)">2</span>);  
    console.log(a);<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->2,1</span>  
    a.unshift(<span class="number" style="color:rgb(42,161,152)">3</span>);  
    console.log(a);<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->3,2,1</span>  
    a.unshift(<span class="number" style="color:rgb(42,161,152)">4</span>);  
    console.log(a);<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->4,3,2,1</span>  
    console.log(<span class="string" style="color:rgb(42,161,152)">"出队,先进先出"</span>);  
    console.log(a);  
    <span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//pop:从数组中把最一个元素删除,并返回这个元素的值</span>  
    a.pop();<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->4</span>  
    console.log(a);  
    a.pop();<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->3</span>  
    console.log(a);  
    a.pop();<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->2</span>  
    console.log(a);  
    a.pop();<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->1</span>  
    console.log(a);  
    </code>  

    在Chrome浏览器控制台输出的效果如下图所示:

    JavaScript实现类似队列的行为

    push()方法和unshift()方法的性能测试

    以下这部分内容来自于《JavaScript学习:JavaScript的数组实现队列与堆栈的方法》一文。

    Array的push()unshift()方法都能给当前数组添加元素,不同的是,push()是在末尾添加,而unshift()则是在开头添加,从原理就可以知道,unshift()的效率是较低的。原因是,它每添加一个元素,都要把现有元素往下移一个位置。但到底效率差异有多大呢?下面来简单测试一下。

    /*
    关于代码中"var s=+newDate();"的技巧说明
    解释如下:=+这个运算符是不存在的;
    +相当于.valueOf();
    +new Date()相当于new Date().valueOf()
    //4个结果一样返回当前时间的毫秒数
      alert(+new Date());
      alert(+new Date);
      var s=new Date();
      alert(s.valueOf());
      alert(s.getTime());
    */
    var arr = [ ];
    var startTime = +new Date(); //+new Date()相当于new Date().valueOf(),返回当前时间的毫秒数
    // push性能测试 
    for (var i = 0; i < 100000; i++) { 
      arr.push(i); 
    }
    var endTime = +new Date();
    console.log("调用push方法往数组中添加100000个元素耗时"+(endTime-startTime)+"毫秒"); 
    
    startTime = +new Date(); 
    arr = [ ]; 
    // unshift性能测试 
    for (var i = 0; i < 100000; i++) { 
      arr.unshift(i); 
    }
    endTime = +new Date();
    console.log("调用unshift方法往数组中添加100000个元素耗时"+(endTime-startTime)+"毫秒"); 

    这段代码分别执行了100000push()unshift()操作,在chrome浏览器运行一次,得到的结果如下图所示:

    性能测试

    可见,unshift()push()要慢差不多100倍!因此,平时还是要慎用unshift(),特别是对大数组。那如果一定要达到unshift()的效果,可以借助于Array的reverse()方法,Array的reverse()的方法能够把一个数组反转。先把要放进数组的元素用push()添加,再执行一次reverse(),就达到了unshift()的效果。比如:

    [php]
    <code class="php" style="font-family:monospace,monospace; font-size:1em; display:block; padding:0.5em"><span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//创建一个数组来模拟堆栈</span>  
    <span class="keyword" style="color:rgb(133,153,0)">var</span> a=<span class="keyword" style="color:rgb(133,153,0)">new</span> <span class="keyword" style="color:rgb(133,153,0)">Array</span>();  
    <span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//使用push方法在数组的末尾添加元素</span>  
    a.push(<span class="number" style="color:rgb(42,161,152)">1</span>)  
    a.push(<span class="number" style="color:rgb(42,161,152)">2</span>);  
    a.push(<span class="number" style="color:rgb(42,161,152)">3</span>);  
    a.push(<span class="number" style="color:rgb(42,161,152)">4</span>);  
    console.log(<span class="string" style="color:rgb(42,161,152)">"数组反转之前数组中的元素顺序"</span>);  
    console.log(a);<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//----->1,2,3,4</span>  
    <span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//Array有一个叫做reverse的方法,能够把一个数组反转。先把要放进数组的元素用push添加,再执行一次reverse,就达到了unshift的效果</span>  
    a.reverse();<span class="comment" style="color:rgb(88,110,117); font-style:italic">//使用reverse方法将数组进行反转</span>  
    console.log(<span class="string" style="color:rgb(42,161,152)">"数组反转之后数组中的元素顺序"</span>);  
    console.log(a);  
    </code>  

    在chrome浏览器控制台输出的效果如下图所示:

    性能测试

    从运行结果来看,数组元素的顺序已经反转过来了。

    reverse()方法的性能测试

    var arr = [ ], s = +new Date; 
    for (var i = 0; i < 100000; i++) { 
          arr.push(i); 
    }
    //调用reverse方法将数组里面的100000元素的顺序反转
    arr.reverse(); 
    console.log("调用reverse方法将数组里面的100000元素的顺序反转耗时:"+(+new Date - s)+"毫秒");
    

    在chrome浏览器控制台输出的效果如下图所示:

    性能测试

    从运行效果中可以看到,reverse()方法的性能极高,可以放心使用。

    总结

    堆栈和队列

    本文主要介绍了JavaScript数组的push()pop()shift()unshift()方法。并且如何通过组合这几种方法实现类似栈和队例的行为。

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    原文: http://www.w3cplus.com/javascript/array-part-3.html © w3cplus.com
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