JavaScript专题之学underscore在数组中查找指定元素

摘要：在这里直接给最终的源码第四版如果该插入的位置的值正好等于元素的值，说明是第一个符合要求的值判断是否是值得注意的是在的实现中，只有是支持有序数组使用二分查找，并不支持。

JavaScript专题系列第十篇，讲解如何从数组中查找指定元素，并且跟着 undersocre 实现 findIndex 和 findLastIndex、sortedIndex、indexOf 和 lastIndexOf

在开发中，我们经常会遇到在数组中查找指定元素的需求，可能大家觉得这个需求过于简单，然而如何优雅的去实现一个 findIndex 和 findLastIndex、indexOf 和 lastIndexOf 方法却是很少人去思考的。本文就带着大家一起参考着 underscore 去实现这些方法。

在实现前，先看看 ES6 的 findIndex 方法，让大家了解 findIndex 的使用方法。

ES6 对数组新增了 findIndex 方法，它会返回数组中满足提供的函数的第一个元素的索引，否则返回 -1。

举个例子：

function isBigEnough(element) {
  return element >= 15;
}

[12, 5, 8, 130, 44].findIndex(isBigEnough);  // 3

findIndex 会找出第一个大于 15 的元素的下标，所以最后返回 3。

是不是很简单，其实，我们自己去实现一个 findIndex 也很简单。

思路自然很明了，遍历一遍，返回符合要求的值的下标即可。

function findIndex(array, predicate, context) {
    for (var i = 0; i < array.length; i++) {
        if (predicate.call(context, array[i], i, array)) return i;
    }
    return -1;
}

console.log(findIndex([1, 2, 3, 4], function(item, i, array){
    if (item == 3) return true;
})) // 2

findIndex 是正序查找，但正如 indexOf 还有一个对应的 lastIndexOf 方法，我们也想写一个倒序查找的 findLastIndex 函数。实现自然也很简单，只要修改下循环即可。

function findLastIndex(array, predicate, context) {
    var length = array.length;
    for (var i = length; i >= 0; i--) {
        if (predicate.call(context, array[i], i, array)) return i;
    }
    return -1;
}

console.log(findLastIndex([1, 2, 3, 4], function(item, index, array){
    if (item == 1) return true;
})) // 0

然而问题在于，findIndex 和 findLastIndex 其实有很多重复的部分，如何精简冗余的内容呢？这便是我们要学习的地方，日后面试问到此类问题，也是加分的选项。

underscore 的思路就是利用传参的不同，返回不同的函数。这个自然是简单，但是如何根据参数的不同，在同一个循环中，实现正序和倒序遍历呢？

让我们直接模仿 underscore 的实现：

function createIndexFinder(dir) {
    return function(array, predicate, context) {

        var length = array.length;
        var index = dir > 0 ? 0 : length - 1;

        for (; index >= 0 && index < length; index += dir) {
            if (predicate.call(context, array[index], index, array)) return index;
        }

        return -1;
    }
}

var findIndex = createIndexFinder(1);
var findLastIndex = createIndexFinder(-1);

findIndex 和 findLastIndex 的需求算是结束了，但是又来了一个新需求：在一个排好序的数组中找到 value 对应的位置，保证插入数组后，依然保持有序的状态。

假设该函数命名为 sortedIndex，效果为：

sortedIndex([10, 20, 30], 25); // 2

也就是说如果，注意是如果，25 按照此下标插入数组后，数组变成 [10, 20, 25, 30]，数组依然是有序的状态。

那么这个又该如何实现呢？

既然是有序的数组，那我们就不需要遍历，大可以使用二分查找法，确定值的位置。让我们尝试着去写一版：

// 第一版
function sortedIndex(array, obj) {

    var low = 0, high = array.length;

    while (low < high) {
        var mid = Math.floor((low + high) / 2);
        if (array[mid] < obj) low = mid + 1;
        else high = mid;
    }

    return high;
};

console.log(sortedIndex([10, 20, 30, 40, 50], 35)) // 3

现在的方法虽然能用，但通用性不够，比如我们希望能处理这样的情况：

// stooges 配角 比如 三个臭皮匠 The Three Stooges
var stooges = [{name: "stooge1", age: 10}, {name: "stooge2", age: 30}];

var result = sortedIndex(stooges, {name: "stooge3", age: 20}, function(stooge){
    return stooge.age
});

console.log(result) // 1

所以我们还需要再加上一个参数 iteratee 函数对数组的每一个元素进行处理，一般这个时候，还会涉及到 this 指向的问题，所以我们再传一个 context 来让我们可以指定 this，那么这样一个函数又该如何写呢？

// 第二版
function cb(fn, context) {
    return function(obj) {
        return fn ? fn.call(context, obj) : obj;
    }
}

function sortedIndex(array, obj, iteratee, context) {

    iteratee = cb(iteratee, context)

    var low = 0, high = array.length;
    while (low < high) {
        var mid = Math.floor((low + high) / 2);
        if (iteratee(array[mid]) < iteratee(obj)) low = mid + 1;
        else high = mid;
    }
    return high;
};

sortedIndex 也完成了，现在我们尝试着去写一个 indexOf 和 lastIndexOf 函数，学习 findIndex 和 FindLastIndex 的方式，我们写一版：

// 第一版
function createIndexOfFinder(dir) {
    return function(array, item){
        var length = array.length;
        var index = dir > 0 ? 0 : length - 1;
        for (; index >= 0 && index < length; index += dir) {
            if (array[index] === item) return index;
        }
        return -1;
    }
}

var indexOf = createIndexOfFinder(1);
var lastIndexOf = createIndexOfFinder(-1);

var result = indexOf([1, 2, 3, 4, 5], 2);

console.log(result) // 1

但是即使是数组的 indexOf 方法也可以多传递一个参数 fromIndex，从 MDN 中看到 fromIndex 的讲究可有点多：

设定开始查找的位置。如果该索引值大于或等于数组长度，意味着不会在数组里查找，返回 -1。如果参数中提供的索引值是一个负值，则将其作为数组末尾的一个抵消，即 -1 表示从最后一个元素开始查找，-2 表示从倒数第二个元素开始查找 ，以此类推。 注意：如果参数中提供的索引值是一个负值，仍然从前向后查询数组。如果抵消后的索引值仍小于 0，则整个数组都将会被查询。其默认值为 0。

再看看 lastIndexOf 的 fromIndex：

从此位置开始逆向查找。默认为数组的长度减 1，即整个数组都被查找。如果该值大于或等于数组的长度，则整个数组会被查找。如果为负值，将其视为从数组末尾向前的偏移。即使该值为负，数组仍然会被从后向前查找。如果该值为负时，其绝对值大于数组长度，则方法返回 -1，即数组不会被查找。

按照这么多的规则，我们尝试着去写第二版：

// 第二版
function createIndexOfFinder(dir) {

    return function(array, item, idx){
        var length = array.length;
        var i = 0;

        if (typeof idx == "number") {
            if (dir > 0) {
                i = idx >= 0 ? idx : Math.max(length + idx, 0);
            }
            else {
                length = idx >= 0 ? Math.min(idx + 1, length) : idx + length + 1;
            }
        }

        for (idx = dir > 0 ? i : length - 1; idx >= 0 && idx < length; idx += dir) {
            if (array[idx] === item) return idx;
        }
        return -1;
    }
}

var indexOf = createIndexOfFinder(1);
var lastIndexOf = createIndexOfFinder(-1);

到此为止，已经很接近原生的 indexOf 函数了，但是 underscore 在此基础上还做了两点优化。

第一个优化是支持查找 NaN。

因为 NaN 不全等于 NaN，所以原生的 indexOf 并不能找出 NaN 的下标。

[1, NaN].indexOf(NaN) // -1

那么我们该如何实现这个功能呢？

就是从数组中找到符合条件的值的下标嘛，不就是我们最一开始写的 findIndex 吗？

我们来写一下：

// 第三版
function createIndexOfFinder(dir, predicate) {

    return function(array, item, idx){

        if () { ... }

        // 判断元素是否是 NaN
        if (item !== item) {
            // 在截取好的数组中查找第一个满足isNaN函数的元素的下标
            idx = predicate(array.slice(i, length), isNaN)
            return idx >= 0 ? idx + i: -1;
        }

        for () { ... }
    }
}

var indexOf = createIndexOfFinder(1, findIndex);
var lastIndexOf = createIndexOfFinder(-1, findLastIndex);

第二个优化是支持对有序的数组进行更快的二分查找。

如果 indexOf 第三个参数不传开始搜索的下标值，而是一个布尔值 true，就认为数组是一个排好序的数组，这时候，就会采用更快的二分法进行查找，这个时候，可以利用我们写的 sortedIndex 函数。

在这里直接给最终的源码：

// 第四版
function createIndexOfFinder(dir, predicate, sortedIndex) {

    return function(array, item, idx){
        var length = array.length;
        var i = 0;

        if (typeof idx == "number") {
            if (dir > 0) {
                i = idx >= 0 ? idx : Math.max(length + idx, 0);
            }
            else {
                length = idx >= 0 ? Math.min(idx + 1, length) : idx + length + 1;
            }
        }
        else if (sortedIndex && idx && length) {
            idx = sortedIndex(array, item);
            // 如果该插入的位置的值正好等于元素的值，说明是第一个符合要求的值
            return array[idx] === item ? idx : -1;
        }

        // 判断是否是 NaN
        if (item !== item) {
            idx = predicate(array.slice(i, length), isNaN)
            return idx >= 0 ? idx + i: -1;
        }

        for (idx = dir > 0 ? i : length - 1; idx >= 0 && idx < length; idx += dir) {
            if (array[idx] === item) return idx;
        }
        return -1;
    }
}

var indexOf = createIndexOfFinder(1, findIndex, sortedIndex);
var lastIndexOf = createIndexOfFinder(-1, findLastIndex);

值得注意的是：在 underscore 的实现中，只有 indexOf 是支持有序数组使用二分查找，lastIndexOf 并不支持。