高效能JavaScript循環語句和條件語句_javascript技巧

一、循環語句
眾所周知，常用的迴圈語句有for、while、do-while以及for-in，forEach。除了for-in和forEach性能略低外，平時我們對前三者的選擇更多的是基於需求而非性能考慮，今天我們就對它們各自的性能做個測試，告訴我們最極端的情況下還能做哪些優化。

首先我們來談談為何for-in和forEach會比其他的慢。 for-in一般是用在物件屬性名的遍歷上的，由於每次迭代操作會同時搜尋實例本身的屬性以及原型鏈上的屬性，所以效率肯定低下；而forEach是基於函數的迭代（需要特別注意的是所有版本的ie都不支持，如果需要可以用JQuery等函式庫），對每個陣列項目呼叫外部方法所帶來的開銷是速度慢的主要原因。

接著我們看看每次迭代中for、while以及do-while都做了什麼。

var length = items.length;
for(var i = 0; i < length; i++)
 process(items[i]);

var j = 0;
while(j < length) 
 process(items[j++]);

var k = 0;
do {
 process(items[k++]);
} while(k < length);

上面的每個循環中，每次運行循環體時都會產生這樣的操作：

• 一次控制條件中的數值大小比較（i < length）
• 一次控制條件結果是否為true的比較（i < length === true）
• 一次自增操作（i++）
• 一次陣列查找（items[i]）
• 一次函數呼叫process(items[i])

我們可以透過顛倒數組的順序來提高循環性能：

for(var i = items.length; i--; )
 process(items[i]);

var j = items.length;
while(j--) 
 process(items[j]);

var k = items.length - 1;
do {
 process(items[k]);
} while(k--);

本例中使用了倒序循環，並把減法操作整合在循環條件中。現在每個控制條件只是簡單地與0比較。控制條件與true值比較，任何非零數都會自動轉換為true，而零值等同於false。實際上，控制條件從兩個比較（迭代數少於總數嗎？它是true嗎？）減少到一次比較（它是true嗎？）。每次迭代從兩次比較減少到一次，進一步提高了循環速度。

效能測試：

那麼事實真的如此嗎？真金不怕瀏覽器驗。測試程式碼很簡單，針對不同的8種情況封裝了8個函數（不加定時器firefox下無法列印profiles訊息，原因不明）：

// init array
var a = [];
var length = 10;
for(var i = 0; i < length; i++)
 a[i] = 1;

function for_in() {
 var sum = 0;
 for(var i in a) 
  sum += a[i];
}

function for_each() {
 var sum = 0;
 a.forEach(function(value, index, array) {
  sum += value;
 });
}

function for_normal() {
 var sum = 0;
 for(var i = 0; i < length; i++)
  sum += a[i];
}

function for_reverse() {
 var sum = 0;
 for(var i = length; i--; )
  sum += a[i];
}

function while_normal() {
 var sum = 0;
 var i = 0;
 while(i < length) 
  sum += a[i++];
}

function while_reverse() {
 var sum = 0;
 var i = length;
 while(i--) 
  sum += a[i];
}

function do_while_normal() {
 var sum = 0;
 var i = 0;
 do {
  sum += a[i++];
 } while(i < length);
}

function do_while_reverse() {
 var sum = 0;
 var i = length - 1;
 do {
  sum += a[i];
 } while(i--);
}

setTimeout(function() {
 console.profile();
 for_in();
 for_each();
 for_normal();　　
 for_reverse();
 while_normal();
 while_reverse();
 do_while_normal();
 do_while_reverse();
 console.profileEnd();
}, 1000);

當陣列長度為100時，我們發現firefox下的結果確實和預期的相似：for-each和for-in效率低下，倒序比正序效率略微提升。 （chrome下的profiles由於時間太短不顯示）

當資料量達到100w時，firefox和chrome下的結果都如人所願，但是也略微有所不同。 ff下的for-in表現地比for-each好，而chrome下for-in表現糟糕，直接提出了警告。而倒序迭代雖然效能略微有所提升，但是提升的不是很多，且降低了程式碼閱讀性。

小結：

• 倒序迭代確實能略微提升程式碼效能，但是犧牲了程式碼可讀性，除非追求極端效能最佳化情況下不然沒必要用
• 遍歷數組能用普通的循環就不要用for-in和for-each

二、條件語句
常見的條件語句有if-else和switch-case，那麼什麼時候用if-else，什麼時候用switch-case語句呢？

我們先來看個簡單的if-else語句的程式碼：

if (value == 0){
  return result0;
} else if (value == 1){
  return result1;
} else if (value == 2){
  return result2;
} else if (value == 3){
  return result3;
} else if (value == 4){
  return result4;
} else if (value == 5){
  return result5;
} else if (value == 6){
  return result6;
} else if (value == 7){
  return result7;
} else if (value == 8){
  return result8;
} else if (value == 9){
  return result9;
} else {
  return result10;
}

最壞的情況下（value=10）我們可能要做10次判斷才能回傳正確的結果，那我們要怎麼優化這段程式碼呢？一個顯而易見的最佳化策略是將最可能的取值提前判斷，例如value最可能等於5或10，那麼將這兩個判斷提前。但通常情況下我們並不知道（最可能的選擇），這時我們可以採取二元樹查找策略來進行效能最佳化。

if (value < 6){
  if (value < 3){
    if (value == 0){
      return result0;
    } else if (value == 1){
      return result1;
    } else {
      return result2;
    }
  } else {
    if (value == 3){
      return result3;
    } else if (value == 4){
      return result4;
    } else {
      return result5;
    }
  }
} else {
  if (value < 8){
    if (value == 6){
      return result6;
    } else {
      return result7;
    }
  } else {
    if (value == 8){
      return result8;
    } else if (value == 9){
      return result9;
    } else {
      return result10;
    }
  }
}

这样优化后我们最多进行4次判断即可，大大提高了代码的性能。这样的优化思想有点类似二分查找，和二分查找相似的是，只有value值是连续的数字时才能进行这样的优化。但是代码这样写的话不利于维护，如果要增加一个条件，或者多个条件，就要重写很多代码，这时switch-case语句就有了用武之地。

将以上代码用switch-case语句重写：

switch(value){
  case 0:
    return result0;
  case 1:
    return result1;
  case 2:
    return result2;
  case 3:
    return result3;
  case 4:
    return result4;
  case 5:
    return result5;
  case 6:
    return result6;
  case 7:
    return result7;
  case 8:
    return result8;
  case 9:
    return result9;
  default:
    return result10;
}

swtich-case语句让代码显得可读性更强，而且swtich-case语句还有一个好处是如果多个value值返回同一个结果，就不用重写return那部分的代码。一般来说，当case数达到一定数量时，swtich-case语句的效率是比if-else高的，因为switch-case采用了branch table（分支表）索引来进行优化，当然各浏览器的优化程度也不一样。

除了if-else和swtich-case外，我们还可以采用查找表。

var results = [result0, result1, result2, result3, result4, result5, result6, result7, result8, result9, result10];

//return the correct result
return results[value];

当数据量很大的时候，查找表的效率通常要比if-else语句和swtich-case语句高，查找表能用数字和字符串作为索引，而如果是字符串的情况下，最好用对象来代替数组。当然查找表的使用是有局限性的，每个case对应的结果只能是一个取值而不能是一系列的操作。

小结：

• 当只有两个case或者case的value取值是一段连续的数字的时候，我们可以选择if-else语句
• 当有3~10个case数并且case的value取值非线性的时候，我们可以选择switch-case语句
• 当case数达到10个以上并且每次的结果只是一个取值而不是额外的JavaScript语句的时候，我们可以选择查找表

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助。