JS中的数组的元素分布-稀疏数组/密集数组

一：JS中的数组格式

在C语言中，定义的数组类型的结构是连续的。在内存中，会根据定义的数组的类型和大小，确定一片对应的空间。数组中的每一个元素都有与其对应的地址空间，并且临近元素的内存空间地址连续。
但在JS中，并不是这样。在JS中，Array是一种Object的变种。所有的元素以key-value对的格式存储。它并不要求内部的元素必须按照格式严格连续，而是允许出现间隙。比如下面的代码

  var a = Array()
  a[0] = 1
  a[10] = 3
  console.log(a)  // [1, empty × 9, 10]
  console.log(a.length) // 11

可以看出来，在数组a中，长度被视为11，但只有其中的第一个元素，以及最后一个元素是确定存在的，中间的9个元素被视为了两个元素之间的一个空隙。
JS中稀疏数组的间隙可以存在于数组内部的任何地方，比如下面的代码

  var a = Array()
  a[0] = 0
  a[7] = 7
  a[10] = 10
  a[14] = 14
  a[100] = 20
  console.log(a)  //  [0, empty × 6, 7, empty × 2, 10, empty × 3, 14, empty × 85, 20]
  console.log(a.length) // 101

根据赋值索引之间的间隔，数组a内部出现了4个间隙。
还存在一种稀疏数组，即整个数组就是一个间隙。比如下面的代码:

  var a = Array(100)
  console.log(a)  //  [empty × 100]
  console.log(a.length) // 100

二：JS中稀疏数组的特性

稀疏数组在某些使用Array的使用场景中，有可能和我们预想的结果有所差距。比如在使用map的时候，代码如下：

  var a = Array()
  a[0] = 1
  a[10] = 3
  a.map((v,i) => {console.log('i:' + i + ',v:' + v); return i})
  // i:0,v:1
  // i:10,v:3

输出结果如下，可以看出来，在map调用中，只对非间隙的有效索引进行了遍历处理。存在相同处理逻辑的还有foreach,filter,every等方法。这些方法，在MDN中都有如下的解析:

callback is invoked only for indexes of the array which have assigned values; it is not invoked for indexes which have been deleted or which have never been assigned values.

同样的for...in 也会存在和map类型的处理逻辑。
另外，需要注意的是，虽然稀疏数组的间隙是不可枚举的，但却是可迭代的，因此在某些只要求可迭代的方法中，间隙依然可以得到有效的处理，比如from方法，比如 for...of语句，比如...展开运算符。代码如下:

var a = Array.from(Array(3)).map((v,i) => {console.log('i:' + i + ',v:' + v); return i})
// i:0,v:undefined
// i:1,v:undefined
// i:2,v:undefined
for (let i of Array(3)) { console.log(i) }  // undefined, undefined, undefined
[...Array(3)]  // [undefined, undefined, undefined]

二：密集数组

所谓的密集数组只是相对于稀疏数组而言，它的内部不在存在间隙，所有的索引都对应有相应的元素。即满足(length) =(内部有效索引[数字]的个数)。它本质上仍然是一个Object的变体，而不是和C/JAVA中的数组一样。创建密集数组的方法好多种。比如常见的使用元素列表创建数组

var a = [0,1,2,3]
var b = Array(0,1,2,3)

如果要创建一个固定长度的空密集数组，可以使用下面的方法:

var a = Array.apply(null, Array(3)); 
console.log(a) // (3) [undefined, undefined, undefined]

根据apply的定义，当thisArg，也就是第一个参数设置为null的时候，在非严格模式下，等同于window全局环境，这样的话上面的代码其实等价于

var window.Array(undefined,undefined,undefined)

和使用列表创建数组一样的效果。
这里也有个小tip需要注意下，如果此时作为参数列表的Array(3)修改为一个包含单个数字的数组，比如下面的代码:

var b = [20]
var a = Array.apply(null, b)
console.log(a)  // (20) [empty × 20]

此时的a是一个全部是间隙的长度为20的数组，包含了20个empty元素。这是因为，此时传入的参数只有一个20，上面的代码等价于下面的代码:

var a = window.Array(20)
console.log(a)  // (20) [empty × 20]

四：总结

在JS中，所谓的Array，JavaScript中的数组并不像我们在C或java等语言中遇到的常规数组，在JS中数组并不是起始地址+长度构成的一片连续的地址空间。JS中数组其实就是个对象,只不过会自动管理一些"数字"属性和length属性罢了。说的更直接一点,JS中的数组根本没有索引,因为索引应该是数字,而JavaScript中数组的索引其实是字符串。a[1]其实就是a["1"],给a["1000"] = 1,arr.length也会自动变为1001。

这些表现的根本原因就是：JavaScript中的对象就是字符串到任意值的键值对。

所以，在Array.from()方法的MDN的解释中，

Array.from() 可以通过以下方式来创建数组对象：

• 伪数组对象（拥有一个 length 属性和若干索引属性的任意对象）

比如下面的代码：

var a = Array.from({length: 3})
console.log(a)   // (3) [undefined, undefined, undefined]

上面的代码等价于

var a = Array.from(Array(3))
console.log(a)   // (3) [undefined, undefined, undefined]

从这样看，创建密集数组的方法又增加了一种，使用from方法。