ES6 生成 range 数组和 random 数组

作者 @zwhu
原文章 @github

创建数组除了字面量和 new Array() 外，还可以通过 Array(n) 创建，n 为数组的长度。 Array(n) 生成了长度为 n 的空数组，注意，和数组中元素赋值为 undefined 是有区别的；chrome 中查看空数组为[undefined * n]，而赋值为 undefined 的数组为 [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不能对数组中未赋值的元素进行遍历，所以可以通过 ES6 的新方法 fill 对数组进行填充，把数组中的所有数转为0（转成什么都无所谓），然后通过 map 方法将数组中所有0都转成对应的数字。

ES5 没有 fill 方法也可以通过 Array.apply(null, {length: end - start + 1}).map((v, i) => i + start) 搞定。说起来比第一种方法速度可能更快。

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))

具体原理就是：生成一个 range 数组，然后随机 range 数组的长度，得到下标 i，取出 range 中下标为 i 的元素放入新数组 random 中, 删除 range 数组这个元素，接着循环，直到 range 数组被删完。

最近在看「算法」，所以厚着脸皮分析下时间复杂度吧，不对的地方欢迎指出：生成一个 range 数组，2n 次循环，循环 range 数组 n 次，所以加起来就是 3n 次，所需时间为线性级别的，时间复杂度为 O(n)，所以看起来还是挺快的。

作为对比，分析一种以前经常用到的方法：

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))

从上面代码可以看到在最好的情况下（不会出现 random 结果重复的情况），所需的时间复杂度为 O(n)，最坏的情况下（每次都重复的话...循环到无数次），这样就只能算期望了，数学不好就不瞎算了。

自己对上面的分析之后认为在输入数特别大的情况下，前一种方法会把后一种方法碾压成渣，然而实际情况是反被轰成了渣滓，原因是忽略了splice方法，splice 是对数组的元素进行移动操作，会耗费了大量时间。

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

从上面可以看出 splice 花费的时间远远超过 push 。

写着写着就好像与标题相差了万八千里.... 不过具体写了什么就没所谓了，权当记录。

======= 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，算法没什么变化；速度大大提升，测试结果如下:

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

可以看到在我的电脑下，对1万条数据的处理速度提升了接近6倍。和之前的分析结果还算是相符的。