JS 中如何优雅地创建多维数组

前言

已经坚持力扣刷题 80 天了，其中经常需要创建多维数组

比如给你两个需求：

1. 创建一个 10 * 10 的数组，初值为 0
2. 创建一个 10 * 10 的数组，值为 0-99

想知道掘友们会如何创建这两个数组呢？

常规方法

在这里展示一下常见的三种创建多维数组的方法

for 遍历

最经典的方法就是 for 循环

下面是需求一的代码

const arr = []
for (let i = 0; i < 10; i++) {
  arr[i] = []
  for (let j = 0; j < 10; j++) {
    arr[i][j] = 0
  }
}

如果要实现需求二，只需将 arr[i][j] = 0 改为 arr[i][j] = i * 10 + j 就好了

map

我习惯使用 map 创建

需求一

const arr1 = new Array(10).fill(0).map(() => new Array(10).fill(0))

需求二

const arr2 = new Array(10).fill(0).map((_, i) => new Array(10).fill(0).map((_, j) => i * 10 + j))

因为 map 不会处理空对象，所有创建数组后得先用 fill 赋值

Array.from

我看别人的题解经常看到用 Array.from 初始化数组的

Array.from 能将一个类数组或可迭代对象转换成真实的数组，可以给第二个参数传递一个函数来修改新数组的元素，就像 map 一样

关于类数组，只要是有 length 属性的对象，就被视为类数组

需求一

const arr1 = Array.from({ length: 10 }, () => Array.from({ length: 10 }, () => 0))

需求二

const arr2 = Array.from({ length: 10 }, (_, i) => Array.from({ length: 10 }, (_, j) => i * 10 + j))

不足

以上的三种方法 for 遍历的代码太多不想用，map 和 Array.from 有时不宜阅读

然而其他强类型语言声明多维数组都很方便，看起来也简单明了

int arr[10][10]

它们的 int 类型初值默认为 0，当然想实现需求二也得再做处理

所以，我就想实现一个函数，简单明了地创建与设置多维数组的初值

递归函数实现

我们先明确函数的需求

fun(0, false, 10) // 创建一个长度为10，初值为0的数组
fun(0, true, 10, 10) // 创建一个10 * 10的数组，初值为0-99

设计函数接收的参数

1. 数组的初值
2. 设置初值时是否需要递增
3. 剩余参数，表示每个维度的数组的长度

代码也不难，直接展示了：

• 如果是一维数组，就赋值，赋值时看一下要不要递增

• 如果是多维，就递归创建，在需要递增时得计算下传入的初值

  function fun(value, inc, ...dimensions) {
    // 取首元素,创建数组
    const length = dimensions.shift()
    const arr = new Array(length)
    if (dimensions.length == 0) {
        // 一维数组 赋值
        for (let i = 0; i < length; i++) {
            arr[i] = inc ? value++ : value
        }
    } else {
        // 多维数组 递归创建
        let gap = dimensions.reduce((a, b) => a * b, 1) // 初值的间隔
        for (let i = 0; i < length; i++) {
            arr[i] = fun(value + (inc ? i * gap : 0), inc, ...dimensions)
        }
    }
    return arr
  }

链式函数实现

失败的尝试

其实呢，个人对先传初值的方式略感不爽

本来我是想创建一个链式的函数，和其他语言定义多维数组的语法一致并改造升级

fun(10) // 创建一个长度为10，不设置初值
fun(10)(10, 0) // 创建一个10 * 10的数组，初值为0
fun(10)(10)(10, 0, true) // 创建一个10 * 10的数组，初值为0-999

但是出现了一个问题，fun 的返回值是一个数组，但它又需要作为函数调用

我尝试通过设置原型的方式让函数具有数组的功能

Object.setPrototypeOf(fun, Array.prototype)

但是函数自带不可配置的 length 属性，作为一个数组不能正确读取 length，那就无法正常使用

处理办法

要解决这个返回值的问题，那就只能根据参数进行区分，判断是返回函数还是返回数组

• 当传入数字为正数时，视为长度，处理数组并返回函数自身
• 当传入数字为非正数时，视为初值，将之前处理的数组赋值并返回

在数组处理时用了一些技巧，将树形的数组结构铺平了，下面是代码

let root = [] // 根数组 root[0] 将会是返回的结果
let tile = [root] // 平铺数组

// 函数实现
function fun(length) {
    if (length <= 0) {
        // 结束标志 非正数
        try {
            // 空属性会被JSON转换成null，然后再替换为初值
            let res = JSON.stringify(root[0])
            res = res.replaceAll('null', Math.abs(length))
            return JSON.parse(res)
        } finally {
            // 恢复变量
            root = []
            tile = [root]
        }
    } else {
        const next = [] // 新的平铺数组
        // 遍历平铺数组,里面的元素是倒数第二层
        for (const two of tile) {
            // 首次调用two.length为0，但需要执行一次
            for (let i = 0; i < (two.length || 1); i++) {
                const one = new Array(length) // 最后一层
                two[i] = one
                next.push(one)
            }
        }
        // 更替平铺数组
        tile = next
    }
    return fun
}

// 函数调用
fun(10)(0) // [0,0,0,0,0,0,0,0,0,0]
fun(2)(3)(-1) // [[1,1,1],[1,1,1]]
fun(2)(2)(2)(-2) // [[[2,2],[2,2]],[[2,2],[2,2]]]

如果想要实现初值递增，那就是再加一个参数或再加一种情况，留作读者自行实现了

使用 Proxy 实现

至此还不知足，我们可以借助 Proxy，将函数调用改为属性访问，更接近强类型语言的习惯

实现一个 int 代理对象

let root = []
let tile = [root]
// 拦截器
const handers = {
    get(target, key) {
        key = parseInt(key)
        if (key <= 0) {
            try {
                let res = JSON.stringify(root[0])
                res = res.replaceAll('null', Math.abs(key))
                return JSON.parse(res)
            } finally {
                root = []
                tile = [root]
            }
        } else {
            const next = []
            for (const two of tile) {
                for (let i = 0; i < (two.length || 1); i++) {
                    const one = new Array(key)
                    two[i] = one
                    next.push(one)
                }
            }
            tile = next
        }
        return int
    },
}
// 用 proxy 创建 int
const int = new Proxy({}, handers)

至此，我们就可以像那些强类型语言一样，简单明了的定义多维数组了

const arr = int[10][10][0] // 10*10 初值为 0 的数组

你们说有没有一种可能，这会成为将来的面试题呢？

结语

如果喜欢或有所帮助的话，希望能点赞关注，鼓励一下作者。

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