javascript学习（十）— 高阶函数:map/reduce,filter,sort

高阶函数英文叫Higher-order function。那么什么是高阶函数？

JavaScript的函数其实都指向某个变量。既然变量可以指向函数，函数的参数能接收变量，那么一个函数就可以接收另一个函数作为参数，这种函数就称之为高阶函数。

一个最简单的高阶函数：

function add(x, y, f) {
return f(x) + f(y);
}

add(-5, 6, Math.abs); // 11

当我们调用add(-5, 6, Math.abs)时，参数x，y和f分别接收-5，6和函数Math.abs，根据函数定义，我们可以推导计算过程为：

x = -5;
y = 6;
f = Math.abs;
f(x) + f(y) ==> Math.abs(-5) + Math.abs(6) ==> 11;
return 11;

编写高阶函数，就是让函数的参数能够接收别的函数。

一 、 map

举例说明，比如我们有一个函数f(x)=x2，要把这个函数作用在一个数组[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]上，就可以用map实现如下：

由于map()方法定义在JavaScript的Array中，我们调用Array的map()方法，传入我们自己的函数，就得到了一个新的Array作为结果：

function pow(x) {
return x * x;
}

var arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
arr.map(pow); // [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

map()传入的参数是pow，即函数对象本身。

你可能会想，不需要map()，写一个循环，也可以计算出结果：

var f = function (x) {
return x * x;
};

var arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
var result = [];
for (var i=0; i<arr.length; i++) {
 result.push(f(arr[i]));
}

的确可以，但是，从上面的循环代码，我们无法一眼看明白“把f(x)作用在Array的每一个元素并把结果生成一个新的Array”。

所以，map()作为高阶函数，事实上它把运算规则抽象了，因此，我们不但可以计算简单的f(x)=x2，还可以计算任意复杂的函数，比如，把Array的所有数字转为字符串：

var arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
arr.map(String); // ['1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']

只需要一行代码。

二 、reduce

再看reduce的用法。Array的reduce()把一个函数作用在这个Array的[x1, x2, x3…]上，这个函数必须接收两个参数，reduce()把结果继续和序列的下一个元素做累积计算，其效果就是：

[x1, x2, x3, x4].reduce(f) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)

比方说对一个Array求和，就可以用reduce实现：

var arr = [1, 3, 5, 7, 9];
arr.reduce(function (x, y) {
return x + y;
}); // 25

利用reduce()求积：

'use strict';

function product(arr) {
return arr.reduce(function (x, y) {
return x * y;
    });
}

// 测试:
if (product([1, 2, 3, 4]) === 24 && product([0, 1, 2]) === 0 && product([99, 88, 77, 66]) === 44274384) {
    alert('测试通过!');
}
else {
    alert('测试失败!');
}

要把[1, 3, 5, 7, 9]变换成整数13579，reduce()也能派上用场：

var arr = [1, 3, 5, 7, 9];
arr.reduce(function (x, y) {
return x * 10 + y;
}); // 13579

如果我们继续改进这个例子，想办法把一个字符串13579先变成Array——[1, 3, 5, 7, 9]，再利用reduce()就可以写出一个把字符串转换为Number的函数。

要使用JavaScript内置的parseInt()函数，利用map和reduce操作实现一个string2int()函数：

'use strict';

function string2int(s) {
return s.split(',').map(function(x){
return x-0;
  }).reduce(function (x,y){
return x*10+y;
    });
}
// 测试:
if (string2int('0') === 0 && string2int('12345') === 12345 && string2int('12300') === 12300) {
if (string2int.toString().indexOf('parseInt') !== -1) {
        alert('请勿使用parseInt()!');
    } else if (string2int.toString().indexOf('Number') !== -1) {
        alert('请勿使用Number()!');
    } else {
        alert('测试通过!');
    }
}
else {
    alert('测试失败!');
}

请把用户输入的不规范的英文名字，变为首字母大写，其他小写的规范名字。输入：[‘adam’, ‘LISA’, ‘barT’]，输出：[‘Adam’, ‘Lisa’, ‘Bart’]。

'use strict';

function normalize(arr) {
return arr.map(function (x) {
//x[0]等效于x.substring(0,1)
return x[0].toUpperCase() + x.substring(1).toLowerCase();
    });
}

// 测试:
if (normalize(['adam', 'LISA', 'barT']).toString() === ['Adam', 'Lisa', 'Bart'].toString()) {
    alert('测试通过!');
}
else {
    alert('测试失败!');
}

小明希望利用map()把字符串变成整数，他写的代码很简洁：

'use strict';

var arr = ['1', '2', '3'];
var r;
r = arr.map(parseInt);
alert('[' + r[0] + ', ' + r[1] + ', ' + r[2] + ']');

结果竟然是[1, NaN, NaN]，小明百思不得其解，请帮他找到原因并修正代码。

我们先看下map的语法：
array1.map(callbackfn[, thisArg])

callbackfn参数是一个回调函数，最多接受三个值：value:数组元素的值,index:数组元素的数字索引,array1:数组对象本身。

所以在：
map在作用f函数时，其实传入了元素的值，以及所对应的索引。这样就得到了这样的结果。

因此，我们只需要元素的值，不需要索引
代码修改如下：

'use strict';

var arr = ['1', '2', '3'];
var r;

function returnInt(element){ 
return parseInt(element);
}
r = arr.map(returnInt);

alert('[' + r[0] + ', ' + r[1] + ', ' + r[2] + ']');

三 、 filter

filter也是一个常用的操作，它用于把Array的某些元素过滤掉，然后返回剩下的元素。

和map()类似，Array的filter()也接收一个函数。和map()不同的是，filter()把传入的函数依次作用于每个元

素，然后根据返回值是true还是false决定保留还是丢弃该元素。

例如，在一个Array中，删掉偶数，只保留奇数，可以这么写：

var arr = [1, 2, 4, 5, 6, 9, 10, 15];
var r = arr.filter(function (x) {
return x % 2 !== 0;
});
r; // [1, 5, 9, 15]

把一个Array中的空字符串删掉，可以这么写：

var arr = ['A', '', 'B', null, undefined, 'C', ' '];
var r = arr.filter(function (s) {
return s && s.trim(); // 注意：IE9以下的版本没有trim()方法
});
r; // ['A', 'B', 'C']

filter()这个高阶函数，关键在于正确实现一个“筛选”函数。

回调函数

filter()接收的回调函数，其实可以有多个参数。通常我们仅使用第一个参数，表示Array的某个元素。回调函数还可以接收另外两个参数，表示元素的位置和数组本身：

var arr = ['A', 'B', 'C'];
var r = arr.filter(function (element, index, self) {
    console.log(element); // 依次打印'A', 'B', 'C'
    console.log(index); // 依次打印0, 1, 2
    console.log(self); // self就是变量arr
return true;
});

利用filter，可以巧妙地去除Array的重复元素：

'use strict';

var
    r,
    arr = ['apple', 'strawberry', 'banana', 'pear', 'apple', 'orange', 'orange', 'strawberry'];

r = arr.filter(function (element, index, self) {
return self.indexOf(element) === index;//判断元素是不是第一次出现
});

alert(r.toString());

去除重复元素依靠的是indexOf总是返回第一个元素的位置，后续的重复元素位置与indexOf返回的位置不相等，因此被filter滤掉了。

四 、 sort

排序算法

排序也是在程序中经常用到的算法。无论使用冒泡排序还是快速排序，排序的核心是比较两个元素的大小。

如果是数字，我们可以直接比较

但如果是字符串或者两个对象呢？

直接比较数学上的大小是没有意义的，因此，比较的过程必须通过函数抽象出来。

通常规定，对于两个元素x和y，如果认为x < y，则返回-1，如果认为x == y，则返回0，如果认为x > y，则
返回1，这样，排序算法就不用关心具体的比较过程，而是根据比较结果直接排序。

JavaScript的Array的sort()方法就是用于排序的，但是排序结果可能让你大吃一惊：

// 看上去正常的结果:
['Google', 'Apple', 'Microsoft'].sort(); // ['Apple', 'Google', 'Microsoft'];

// apple排在了最后:
['Google', 'apple', 'Microsoft'].sort(); // ['Google', 'Microsoft", 'apple']

// 无法理解的结果:
[10, 20, 1, 2].sort(); // [1, 10, 2, 20]

第二个排序把apple排在了最后，是因为字符串根据ASCII码进行排序，而小写字母a的ASCII码在大写字母之后。

第三个排序结果是什么鬼？简单的数字排序都能错？

这是因为Array的sort()方法默认把所有元素先转换为String再排序，结果’10’排在了’2’的前面，因为字符’1’比字符’2’的ASCII码小。

如果不知道sort()方法的默认排序规则，直接对数字排序，绝对栽进坑里！

幸运的是，sort()方法也是一个高阶函数，它还可以接收一个比较函数来实现自定义的排序。

要按数字大小排序，我们可以这么写：

var arr = [10, 20, 1, 2];
arr.sort(function (x, y) {
if (x < y) {
return -1;
    }
if (x > y) {
return 1;
    }
return 0;
}); // [1, 2, 10, 20]

如果要倒序排序，我们可以把大的数放前面：

var arr = [10, 20, 1, 2];
arr.sort(function (x, y) {
if (x < y) {
return 1;
    }
if (x > y) {
return -1;
    }
return 0;
}); // [20, 10, 2, 1]

默认情况下，对字符串排序，是按照ASCII的大小比较的，现在，我们提出排序应该忽略大小写，按照字母序排序。要实现这个算法，不必对现有代码大加改动，只要我们能定义出忽略大小写的比较算法就可以：

var arr = ['Google', 'apple', 'Microsoft'];
arr.sort(function (s1, s2) {
    x1 = s1.toUpperCase(); //转大写 toLowerCase() 转小写
    x2 = s2.toUpperCase();
if (x1 < x2) {
return -1;
    }
if (x1 > x2) {
return 1;
    }
return 0;
}); // ['apple', 'Google', 'Microsoft']

忽略大小写来比较两个字符串，实际上就是先把字符串都变成大写（或者都变成小写），再比较。

从上述例子可以看出，高阶函数的抽象能力是非常强大的，而且，核心代码可以保持得非常简洁。

最后，sort()方法会直接对Array进行修改，它返回的结果仍是当前Array：

var a1 = ['B', 'A', 'C'];
var a2 = a1.sort();//直接对a1进行修改了
a1; // ['A', 'B', 'C']
a2; // ['A', 'B', 'C']
a1 === a2; // true, a1和a2是同一对象