高性能JavaScript循環(huán)語句和條件語句
一、循環(huán)語句
眾所周知,常用的循環(huán)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于需求而非性能考慮,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(yōu)化。
首先我們來談?wù)劄楹蝔or-in和forEach會比其他的慢。for-in一般是用在對象屬性名的遍歷上的,由于每次迭代操作會同時搜索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是基于函數(shù)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等庫),對每個數(shù)組項調(diào)用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都做了什么。
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(huán)中,每次運行循環(huán)體時都會產(chǎn)生這樣的操作:
- 一次控制條件中的數(shù)值大小比較(i < length)
- 一次控制條件結(jié)果是否為true的比較(i < length === true)
- 一次自增操作(i++)
- 一次數(shù)組查找(items[i])
- 一次函數(shù)調(diào)用process(items[i])
我們可以通過顛倒數(shù)組的順序來提高循環(huán)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(huán),并把減法操作整合在循環(huán)條件中。現(xiàn)在每個控制條件只是簡單地與0比較??刂茥l件與true值比較,任何非零數(shù)會自動轉(zhuǎn)換為true,而零值等同于false。實際上,控制條件從兩個比較(迭代數(shù)少于總數(shù)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(jìn)一步提高了循環(huán)速度。
性能測試:
那么事實真的如此嗎?真金不怕瀏覽器驗。測試代碼很簡單,針對不同的8種情況封裝了8個函數(shù)(不加定時器firefox下無法打印profiles信息,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(dāng)數(shù)組長度為100時,我們發(fā)現(xiàn)firefox下的結(jié)果確實和預(yù)料的相似:for-each和for-in效率低下,倒序比正序效率略微提升。(chrome下的profiles由于時間太短不顯示)
當(dāng)數(shù)據(jù)量達(dá)到100w時,firefox和chrome下的結(jié)果都如人所愿,但是也略微有所不同。ff下的for-in表現(xiàn)地比for-each好,而chrome下for-in表現(xiàn)糟糕,直接提出了警告。而倒序迭代雖然性能略微有所提升,但是提升的不是很多,且降低了代碼閱讀性。
小結(jié):
- 倒序迭代確實能略微提升代碼性能,但是犧牲了代碼可讀性,除非追求極端性能優(yōu)化情況下不然沒必要用
- 遍歷數(shù)組能用普通的循環(huán)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,那么什么時候用if-else,什么時候用switch-case語句呢?
我們先來看個簡單的if-else語句的代碼:
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次判斷才能返回正確的結(jié)果,那么我們怎么優(yōu)化這段代碼呢?一個顯而易見的優(yōu)化策略是將最可能的取值提前判斷,比如value最可能等于5或者10,那么將這兩條判斷提前。但是通常情況下我們并不知道(最可能的選擇),這時我們可以采取二叉樹查找策略進(jìn)行性能優(yōu)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; } } }
這樣優(yōu)化后我們最多進(jìn)行4次判斷即可,大大提高了代碼的性能。這樣的優(yōu)化思想有點類似二分查找,和二分查找相似的是,只有value值是連續(xù)的數(shù)字時才能進(jìn)行這樣的優(yōu)化。但是代碼這樣寫的話不利于維護(hù),如果要增加一個條件,或者多個條件,就要重寫很多代碼,這時switch-case語句就有了用武之地。
將以上代碼用switch-case語句重寫:
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語句讓代碼顯得可讀性更強(qiáng),而且swtich-case語句還有一個好處是如果多個value值返回同一個結(jié)果,就不用重寫return那部分的代碼。一般來說,當(dāng)case數(shù)達(dá)到一定數(shù)量時,swtich-case語句的效率是比if-else高的,因為switch-case采用了branch table(分支表)索引來進(jìn)行優(yōu)化,當(dāng)然各瀏覽器的優(yōu)化程度也不一樣。
除了if-else和swtich-case外,我們還可以采用查找表。
var results = [result0, result1, result2, result3, result4, result5, result6, result7, result8, result9, result10]; //return the correct result return results[value];
當(dāng)數(shù)據(jù)量很大的時候,查找表的效率通常要比if-else語句和swtich-case語句高,查找表能用數(shù)字和字符串作為索引,而如果是字符串的情況下,最好用對象來代替數(shù)組。當(dāng)然查找表的使用是有局限性的,每個case對應(yīng)的結(jié)果只能是一個取值而不能是一系列的操作。
小結(jié):
- 當(dāng)只有兩個case或者case的value取值是一段連續(xù)的數(shù)字的時候,我們可以選擇if-else語句
- 當(dāng)有3~10個case數(shù)并且case的value取值非線性的時候,我們可以選擇switch-case語句
- 當(dāng)case數(shù)達(dá)到10個以上并且每次的結(jié)果只是一個取值而不是額外的JavaScript語句的時候,我們可以選擇查找表
以上就是本文的全部內(nèi)容,希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助。
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