JavaScript专题之数组扁平化

摘要：专题系列第九篇，讲解如何实现数组的扁平化，并解析的源码扁平化数组的扁平化，就是将一个嵌套多层的数组嵌套可以是任何层数转换为只有一层的数组。

JavaScript 专题系列第九篇，讲解如何实现数组的扁平化，并解析 underscore 的 _.flatten 源码

数组的扁平化，就是将一个嵌套多层的数组 array (嵌套可以是任何层数)转换为只有一层的数组。

举个例子，假设有个名为 flatten 的函数可以做到数组扁平化，效果就会如下：

var arr = [1, [2, [3, 4]]];
console.log(flatten(arr)) // [1, 2, 3, 4]

知道了效果是什么样的了，我们可以去尝试着写这个 flatten 函数了

我们最一开始能想到的莫过于循环数组元素，如果还是一个数组，就递归调用该方法：

// 方法 1
var arr = [1, [2, [3, 4]]];

function flatten(arr) {
    var result = [];
    for (var i = 0, len = arr.length; i < len; i++) {
        if (Array.isArray(arr[i])) {
            result = result.concat(flatten(arr[i]))
        }
        else {
            result.push(arr[i])
        }
    }
    return result;
}


console.log(flatten(arr))

如果数组的元素都是数字，那么我们可以考虑使用 toString 方法，因为：

[1, [2, [3, 4]]].toString() // "1,2,3,4"

调用 toString 方法，返回了一个逗号分隔的扁平的字符串，这时候我们再 split，然后转成数字不就可以实现扁平化了吗？

// 方法2
var arr = [1, [2, [3, 4]]];

function flatten(arr) {
    return arr.toString().split(",").map(function(item){
        return +item
    })
}

console.log(flatten(arr))

然而这种方法使用的场景却非常有限，如果数组是 [1, "1", 2, "2"] 的话，这种方法就会产生错误的结果。

既然是对数组进行处理，最终返回一个值，我们就可以考虑使用 reduce 来简化代码：

// 方法3
var arr = [1, [2, [3, 4]]];

function flatten(arr) {
    return arr.reduce(function(prev, next){
        return prev.concat(Array.isArray(next) ? flatten(next) : next)
    }, [])
}

console.log(flatten(arr))

ES6 增加了扩展运算符，用于取出参数对象的所有可遍历属性，拷贝到当前对象之中：

var arr = [1, [2, [3, 4]]];
console.log([].concat(...arr)); // [1, 2, [3, 4]]

我们用这种方法只可以扁平一层，但是顺着这个方法一直思考，我们可以写出这样的方法：

// 方法4
var arr = [1, [2, [3, 4]]];

function flatten(arr) {

    while (arr.some(item => Array.isArray(item))) {
        arr = [].concat(...arr);
    }

    return arr;
}

console.log(flatten(arr))

那么如何写一个抽象的扁平函数，来方便我们的开发呢，所有又到了我们抄袭 underscore 的时候了~

在这里直接给出源码和注释，但是要注意，这里的 flatten 函数并不是最终的 _.flatten，为了方便多个 API 进行调用，这里对扁平进行了更多的配置。

/**
 * 数组扁平化
 * @param  {Array} input   要处理的数组
 * @param  {boolean} shallow 是否只扁平一层
 * @param  {boolean} strict  是否严格处理元素，下面有解释
 * @param  {Array} output  这是为了方便递归而传递的参数
 * 源码地址：https://github.com/jashkenas/underscore/blob/master/underscore.js#L528
 */
function flatten(input, shallow, strict, output) {

    // 递归使用的时候会用到output
    output = output || [];
    var idx = output.length;

    for (var i = 0, len = input.length; i < len; i++) {

        var value = input[i];
        // 如果是数组，就进行处理
        if (Array.isArray(value)) {
            // 如果是只扁平一层，遍历该数组，依此填入 output
            if (shallow) {
                var j = 0, len = value.length;
                while (j < len) output[idx++] = value[j++];
            }
            // 如果是全部扁平就递归，传入已经处理的 output，递归中接着处理 output
            else {
                flatten(value, shallow, strict, output);
                idx = output.length;
            }
        }
        // 不是数组，根据 strict 的值判断是跳过不处理还是放入 output
        else if (!strict){
            output[idx++] = value;
        }
    }

    return output;

}

解释下 strict，在代码里我们可以看出，当遍历数组元素时，如果元素不是数组，就会对 strict 取反的结果进行判断，如果设置 strict 为 true，就会跳过不进行任何处理，这意味着可以过滤非数组的元素，举个例子：

var arr = [1, 2, [3, 4]];
console.log(flatten(arr, true, true)); // [3, 4]

那么设置 strict 到底有什么用呢？不急，我们先看下 shallow 和 strct 各种值对应的结果：

shallow true + strict false ：正常扁平一层

shallow false + strict false ：正常扁平所有层

shallow true + strict true ：去掉非数组元素

shallow false + strict true ： 返回一个[]

我们看看 underscore 中哪些方法调用了 flatten 这个基本函数：

首先就是 _.flatten：

_.flatten = function(array, shallow) {
    return flatten(array, shallow, false);
};

在正常的扁平中，我们并不需要去掉非数组元素。

接下来是 _.union：

该函数传入多个数组，然后返回传入的数组的并集，

举个例子：

_.union([1, 2, 3], [101, 2, 1, 10], [2, 1]);
=> [1, 2, 3, 101, 10]

如果传入的参数并不是数组，就会将该参数跳过：

_.union([1, 2, 3], [101, 2, 1, 10], 4, 5);
=> [1, 2, 3, 101, 10]

为了实现这个效果，我们可以将传入的所有数组扁平化，然后去重，因为只能传入数组，这时候我们直接设置 strict 为 true，就可以跳过传入的非数组的元素。

// 关于 unique 可以查看《JavaScript专题之数组去重》[](https://github.com/mqyqingfeng/Blog/issues/27)
function unique(array) {
   return Array.from(new Set(array));
}

_.union = function() {
    return unique(flatten(arguments, true, true));
}

是不是感觉折腾 strict 有点用处了，我们再看一个 _.difference：

语法为：

_.difference(array, *others)

效果是取出来自 array 数组，并且不存在于多个 other 数组的元素。跟 _.union 一样，都会排除掉不是数组的元素。

举个例子：

_.difference([1, 2, 3, 4, 5], [5, 2, 10], [4], 3);
=> [1, 3]

实现方法也很简单，扁平 others 的数组，筛选出 array 中不在扁平化数组中的值：

function difference(array, ...rest) {

    rest = flatten(rest, true, true);

    return array.filter(function(item){
        return rest.indexOf(item) === -1;
    })
}

注意，以上实现的细节并不是完全按照 underscore，具体细节的实现感兴趣可以查看源码。

JavaScript专题系列目录地址：https://github.com/mqyqingfeng/Blog。

JavaScript专题系列预计写二十篇左右，主要研究日常开发中一些功能点的实现，比如防抖、节流、去重、类型判断、拷贝、最值、扁平、柯里、递归、乱序、排序等，特点是研(chao)究(xi) underscore 和 jQuery 的实现方式。

如果有错误或者不严谨的地方，请务必给予指正，十分感谢。如果喜欢或者有所启发，欢迎 star，对作者也是一种鼓励。