ES6 生成 range 數組和 random 數組

NotFound 發布于2019-08-21 10:44 / 3347人閱讀

摘要：作者原文章創建數組除了字面量和外，還可以通過創建，為數組的長度。生成了長度為的空數組，注意，和數組中元素賦值為是有區別的中查看空數組為，而賦值為的數組為。

作者 @zwhu
原文章 @github

創建數組除了字面量和 new Array() 外，還可以通過 Array(n) 創建，n 為數組的長度。 Array(n) 生成了長度為 n 的空數組，注意，和數組中元素賦值為 undefined 是有區別的；chrome 中查看空數組為[undefined * n]，而賦值為 undefined 的數組為 [undefined, undefined, ..... , undefined]。

range：

let rangeArray = (start, end) => Array(end - start + 1).fill(0).map((v, i) => i + start)

rangeArray(0,10) // return [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]

由于map不能對數組中未賦值的元素進行遍歷，所以可以通過 ES6 的新方法 fill 對數組進行填充，把數組中的所有數轉為0（轉成什么都無所謂），然后通過 map 方法將數組中所有0都轉成對應的數字。

ES5 沒有 fill 方法也可以通過 Array.apply(null, {length: end - start + 1}).map((v, i) => i + start) 搞定。說起來比第一種方法速度可能更快。

random：

let randomArray = (start, end) => {
  let range = rangeArray(start, end)
    , random = []
  while (range.length) {
    let i = Math.random() * range.length | 0
    random.push(range[i])
    range.splice(i, 1)
  }
  return random
}

// test
let random = randomArray(1, 50)

console.log(random.length === 50)
console.log(Math.min.apply(Math, random) === 1)
console.log(Math.max.apply(Math, random) === 50)
console.log(random.sort((a, b) => a - b).every((v, i, a) => v === a[i - 1] || 0 + 1))

具體原理就是：生成一個 range 數組，然后隨機 range 數組的長度，得到下標 i，取出 range 中下標為 i 的元素放入新數組 random 中, 刪除 range 數組這個元素，接著循環，直到 range 數組被刪完。

最近在看「算法」，所以厚著臉皮分析下時間復雜度吧，不對的地方歡迎指出：生成一個 range 數組，2n 次循環，循環 range 數組 n 次，所以加起來就是 3n 次，所需時間為線性級別的，時間復雜度為 O(n)，所以看起來還是挺快的。

作為對比，分析一種以前經常用到的方法：

let randomArray = (start, end) => {
  let o = {}
    , length = end - start + 1
    , random = []
  while (random.length < length) {
    let i = (Math.random() * length + 1) | 0
    if (o[i]) continue
    else {
      o[i] = true
      random.push(i)
    }

  }
  return random
}

// test
let random = randomArray(1, 50)

console.log(random.length === 50)
console.log(Math.min.apply(Math, random) === 1)
console.log(Math.max.apply(Math, random) === 50)
console.log(random.sort((a, b) => a - b).every((v, i, a) => v === a[i - 1] || 0 + 1))

從上面代碼可以看到在最好的情況下（不會出現 random 結果重復的情況），所需的時間復雜度為 O(n)，最壞的情況下（每次都重復的話...循環到無數次），這樣就只能算期望了，數學不好就不瞎算了。

自己對上面的分析之后認為在輸入數特別大的情況下，前一種方法會把后一種方法碾壓成渣，然而實際情況是反被轟成了渣滓，原因是忽略了splice方法，splice 是對數組的元素進行移動操作，會耗費了大量時間。

let a = [], b = []
console.time("push")
for (let i = 0; i < 1e5; i++) {
  a.push(i)
}
console.timeEnd("push")  // ==> 3ms 
console.time("splice")
for (let i = 0; i < 1e5; i++) {
  b.splice(i, 1, i)
}
console.timeEnd("splice") // ==> 21ms

從上面可以看出 splice 花費的時間遠遠超過 push 。

寫著寫著就好像與標題相差了萬八千里.... 不過具體寫了什么就沒所謂了，權當記錄。

======= 2015-11-4 更新 ======

let randomArray1 = (start, end) => {
  let range = rangeArray(start, end)
    , random = []
    , N = range.length


  while (N--) {
    let i = Math.random() * (N + 1) | 0
    random.push(range[i])
    range[i] = range[N]
    //range.splice(i, 1)
  }
  return random
}

避免使用 splice 方法，算法沒什么變化；速度大大提升，測試結果如下:

console.time("random1")
let random1 = randomArray1(1, 1e5)
console.timeEnd("random1")
console.time("random2")
let random2 = randomArray2(1, 1e5)
console.timeEnd("random2")

random1: 12ms
random2: 79ms

可以看到在我的電腦下，對1萬條數據的處理速度提升了接近6倍。和之前的分析結果還算是相符的。

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