js 中你不知道的各种循环测速

蚊子前端博客
发布于 2021-03-22 11:51
在 js 中有着多种的循环方式,那么哪种循环方式最快,哪种循环方式最慢呢?我们最终应该选择哪种循环方式呢?

在前端 js 中,有着多种数组循环的方式:

  1. for 循环;

  2. while 和 do-while 循环;

  3. forEach、map、reduce、filter 循环;

  4. for-of 循环;

  5. for-in 循环;

那么哪种循环的执行速度最快呢,我们今天来看一看。

在测试循环速度之前,我们先来创建一个有 100 万数据的数组:

COPYJAVASCRIPT

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

测试环境为:

  • 电脑:iMac(10.13.6);

  • 处理器:4.2 GHz Intel Core i7;

  • 浏览器:Chrome(89.0.4389.82)

期待-蚊子的前端博客

1. for 循环

for 循环是我们最常用的一种循环方式了,最大的好处就是结构清晰,能够随时 break 停止。

我们先用 10 次的测试来看下:

COPYJAVASCRIPT

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'); }

最终得到的结果:

for循环的测试结果-蚊子的前端博客

在第 1 次和第 2 次时耗时比较多,从第 3 次开始就一直维持在 1.25ms 左右。

是真的-蚊子的前端博客

2. while 循环和 do-while 循环

这两个放在一起,也是他们的结构足够像,而且也能够随时 break 停止。

COPYJAVASCRIPT

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 循环和 do-while 循环的结果几乎一样,我们只看下 while 循环在浏览器上运行的结果:

while的测试结果-蚊子的前端博客

跟 for 循环的速度不相上下。

3. forEach、map 和 reduce 循环

接下来来到我们常用的数组三剑客了:forEach, map, reduce 等,这 3 个方法都是在 ES6 标准上新加的语法。

3.1 forEach 的简要介绍

这几种方法是无法停止循环的,无论使用break还是return,都无法停止整个循环。我们可以做一个测试,例如我想当遇到 3 的倍数时,即停止循环

COPYJAVASCRIPT

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

运行结果如下:

想要停止forEach循环-蚊子的前端博客

从运行的结果可以看到,我们的 return 只是没有执行当时循环时后面的语句,但并没有停止整个循环,后面的 4 和 5 依然正常输出。

真的假的-蚊子的前端博客

那循环是否真的像炫迈一样停不下来吗?并不,还有一种方式,可以停止循环。那就是抛出异常

COPYJAVASCRIPT

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 中抛出异常后,就可以停止该循环,然后再使用try-catch捕获异常,避免整个服务被挂掉。

呦呦呦-蚊子的前端博客

虽然可以停止 forEach 的循环,但实现起来麻烦了不少。因此若没有停止整个循环的需求,可以使用 forEach, map 等循环方式;否则还是要使用其他的循环方式。

3.3 forEach 等的测速

好的,接下来我们就要测试这 3 个循环方式的循环速度了。

COPYJAVASCRIPT

// forEach 的测试: 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'); }

COPYJAVASCRIPT

// map 的测试: 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'); }

COPYJAVASCRIPT

// reduce 的测试: 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'); }

因这 3 个循环的时间差不多,我这里就只截取了 forEach 的测试结果。

forEach循环的测试结果-蚊子的前端博客

执行 10 次循环后,forEach 的执行时间差不多在 10.8ms 左右,比上面的 for 循环和 while 循环高了将近 10 倍的运行时间。

4. for-of

ES6 借鉴 C++、Java、C# 和 Python 语言,引入了 for...of 循环,作为遍历所有数据结构的统一的方法。

4.1 for-of 的简要介绍

一个数据结构只要部署了 Symbol.iterator 属性,就被视为具有 iterator 接口,就可以用 for...of 循环遍历它的成员。也就是说,for...of 循环内部调用的是数据结构的 Symbol.iterator 方法。

for...of 循环可以使用的范围包括数组、Set 和 Map 结构、某些类似数组的对象(比如 arguments 对象、DOM NodeList 对象)、后文的 Generator 对象,以及字符串。

for-of 拿到的就是 value 本身,而 for-in 则拿到的是 key,然后通过 key 再获取到当前数据。

COPYJAVASCRIPT

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

喝点奶茶冷静下-蚊子的前端博客

4.2 for-of 的循环测速

测试 for-of 循环速度的代码:

COPYJAVASCRIPT

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'); }

测试结果:

for-of循环的测速结果-蚊子的前端博客

在多次重复同一个循环时,前 2 次的 for-of 循环时间会比较长,得在 15ms 以上。但后续的执行,循环速度就下降到 1.5ms 左右了,与 for 循环的时间差不多。

5. for-in 循环

for-in 通常用于 object 类型的循环,但也可以用来循环数组,毕竟所有数据类型的祖先都是 object 类型。

COPYJAVASCRIPT

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'); }

测试结果:

for-in循环的测速结果-蚊子的前端博客

for-in 循环的测速数据很惊人,简直是独一档的存在了,最好的时候也至少需要 136ms 的时间。可见 for-in 的循环效率真的很低。

真的狗-蚊子的前端博客

数组类型的数据还是不要使用采用 for-in 循环了;Object 类型的可以通过Object.values()先获取到所有的 value 数据,然后再使用 forEach 循环:

COPYJAVASCRIPT

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'); }

即使多了一步操作,循环时间也大概在 14ms 左右,要比 for-in 快很多。

6. 总结

我们把所有的循环数据放到一起对比一下,我们这里将每个循环的测试次数调整为 100 次,横轴是循环的次数,数轴是循环的时间:

所有循环的测速-蚊子的前端博客

  • for 循环、while 循环和 d-while 循环的时间最少;

  • for-of 循环的时间稍长;

  • forEach 循环、map 循环和 reduce 循环 3 者的数据差不多,但比 for-of 循环的时长更长一点;

  • for-in 循环所需要的时间最多;

每种循环的时长不一样,我们在选择循环方式时,除了考虑时间外,也要考虑到语义化和使用的场景。

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