不要支付循环税

原文：https://medium.com/hackernoon/dont-pay-the-for-loop-tax-802d381d1cd4

有一次，当我在工作中对一个 TypeScript 项目进行代码审查时，我遇到了几个我的一个同事使用了for循环的例子，尽管这并不是必要的(也就是说，一个可读性更好的声明性等价体是可用的)。在一个笑话中，我说我们应该对每一个不必要使用的循环征收“循环税”。

然而，这让我思考，为什么这么多人倾向于使用更长且更容易出错的循环解决方案，我得出了以下结论:我曾经上过/读过的几乎每一门【主要是】T2【命令式】编程语言课程/书籍(无论是高中的 Pascal 和 C#，还是大学的 C/C++和 Wolfram Mathematica)都包含这样的部分

这些是可用的循环，这是你如何写它们，这是你如何使用它们来解决这些基本问题。

这里有重要的一点需要注意:他们只教如何写一个循环，却很少解释为什么你需要一个循环(或者有时更糟糕的是，他们声称基于循环的解决方案是最好的)。为了将来参考，我决定写这本“食谱”,介绍循环经常被使用的主要情况以及如何替换它们。所有的例子都将使用 JavaScript编写，因为它非常流行，但是这些例子背后的基本原理也可以在许多其他语言中使用。

#1:我需要遍历一个数组，得到一个单一的值作为结果

我们从最简单的问题开始:

给定一个数字数组，返回其元素之和。

如果你和我一样参加过类似的课程，你肯定认识这个代码。创建一个临时变量，用零初始化它，并使用 for 循环迭代数组，返回变量的最终值。尽管存在一些问题:

对于简单的数组求和来说，7 行代码似乎很多。
您必须自己处理迭代的边界。换句话说，您必须知道从零开始(在 JavaScript 中，许多其他语言都有基于 1 的数组，例如 Wolfram Mathematica ),并在严格小于数组长度的i结束(不小于或等于)。这很容易出错，尤其是当你同时用多种语言工作的时候。

解决这两个问题的方法是使用 reduce 函数(在其他语言中也称为 fold 或 aggregate )。在单个表达式中，我们迭代每个数组元素，将它们加在一起(声明总和的默认值和初始值为零)。注意这里没有提到迭代边界，它只是保证从头到尾遍历所有元素。

#2:我需要从一个给定的数组创建一个新的数组，并转换所有的元素

这是另一个常见问题，让我们用这个例子来说明:

给定价格数组，返回价格低 n %的新数组。

基于循环的方法非常类似于 sum 代码。但是还有一个额外的问题:为了不破坏输入数组，我们必须首先克隆它，然后转换新数组中的值。这很容易被忘记，在应用程序中引入了潜在的不希望的副作用。

使用图功能可以完全避免克隆问题。对于给定的数组，它返回一个新的数组，其中每个元素都是使用提供的函数转换的原始数组中的相应元素(在我们的示例中是乘以折扣乘数)。

#3:我需要从 m 到 n 的数字

使用循环的另一种常见情况是生成线性范围作为进一步变换的输入。一个经典的例子是:

返回前 n 个正方形的数组

这是一个在使用循环时很难解决的问题。第一种简单的解决方案存在这样的问题，即每次迭代都要向数组中加入一个新元素。这会扩展阵列，并可能导致它在内存中重新分配缓慢(基准)。

第二种方法预先实例化正确大小的数组，避免了这个问题，但是我们很容易在分配当前值时出错(参见第 12 行的result[i — 1]表达式)。

虽然在 JavaScript 中没有生成整数范围的本地方法，但有两种方法可以用 map 以更具声明性的方式解决这个问题:使用 lodash.range 函数，或者一个聪明的 ES2015 语法技巧( source )。

#4:我需要做 n 次有副作用的事情

我想在这里讨论循环的最后一个用例是多次调用有副作用的方法。正如埃德格·迪克斯特拉的名言所说:

两个或更多，使用

说明这种情况的最简单的例子是:

Console.log 字符串“Hello world”n 次

在我看来，这是 JavaScript 中唯一合理的循环用例(不包括无限循环),因为这是最简洁、最高效的方式(至少在大多数环境中使用尾调用优化之前是如此)。

然而，我强烈建议将它抽象成一个辅助函数，将循环限制在一个地方。正如我们在左边的例子中看到的(都是用从 1 到 n 的数字调用提供的函数)，迭代版本更短，写起来更简单。“无循环”版本也会在没有尾部调用优化的环境中导致堆栈溢出。

结论

在四种基本情况下，我们描述了如何使用声明式风格来替换循环，从而使我们的代码更短，更不容易出错。

你使用循环吗？你不同意这些解决方案吗？请评论！