高性能JavaScript循环语句和条件语句

一、循环语句
众所周知，常用的循环语句有for、while、do-while以及for-in，forEach。除了for-in和forEach性能略低外，平时我们对前三者的选择更多的是基于需求而非性能考虑，今天我们就对它们各自的性能做个测试，告诉我们最极端的情况下还能做哪些优化。
首先我们来谈谈为何for-in和forEach会比其他的慢。for-in一般是用在对象属性名的遍历上的，由于每次迭代操作会同时搜索实例本身的属性以及原型链上的属性，所以效率肯定低下；而forEach是基于函数的迭代（需要特别注意的是所有版本的ie都不支持，如果需要可以用JQuery等库），对每个数组项调用外部方法所带来的开销是速度慢的主要原因。
接着我们看看每次迭代中for、while以及do-while都做了什么。

var length = items.length;for（var i = 0; i < length; i++） process（items[i]）;var j = 0;while（j < length）process（items[j++]）;var k = 0;do { process（items[k++]）;} while（k < length）;

上面的每个循环中，每次运行循环体时都会产生这样的操作：

一次控制条件中的数值大小比较（i < length）
一次控制条件结果是否为true的比较（i < length === true）
一次自增操作（i++）
一次数组查找（items[i]）
一次函数调用process（items[i]）

我们可以通过颠倒数组的顺序来提高循环性能：

for（var i = items.length; i--; ） process（items[i]）;var j = items.length;while（j--）process（items[j]）;var k = items.length - 1;do { process（items[k]）;} while（k--）;

本例中使用了倒序循环，并把减法操作整合在循环条件中。现在每个控制条件只是简单地与0比较。控制条件与true值比较，任何非零数会自动转换为true，而零值等同于false。实际上，控制条件从两个比较（迭代数少于总数吗？它是true吗？）减少到一次比较（它是true吗？）。每次迭代从两次比较减少到一次，进一步提高了循环速度。
性能测试：
那么事实真的如此吗？真金不怕浏览器验。测试代码很简单，针对不同的8种情况封装了8个函数（不加定时器firefox下无法打印profiles信息，原因不明）：

// init arrayvar a = [];var length = 10;for（var i = 0; i < length; i++） a[i] = 1;function for_in（） { var sum = 0; for（var i in a） sum += a[i];}function for_each（） { var sum = 0; a.forEach（function（value, index, array） {sum += value; }）;}function for_normal（） { var sum = 0; for（var i = 0; i < length; i++）sum += a[i];}function for_reverse（） { var sum = 0; for（var i = length; i--; ）sum += a[i];}function while_normal（） { var sum = 0; var i = 0; while（i < length） sum += a[i++];}function while_reverse（） { var sum = 0; var i = length; while（i--） sum += a[i];}function do_while_normal（） { var sum = 0; var i = 0; do {sum += a[i++]; } while（i < length）;}function do_while_reverse（） { var sum = 0; var i = length - 1; do {sum += a[i]; } while（i--）;}setTimeout（function（） { console.profile（）; for_in（）; for_each（）; for_normal（）;   for_reverse（）; while_normal（）; while_reverse（）; do_while_normal（）; do_while_reverse（）; console.profileEnd（）;}, 1000）;

当数组长度为100时，我们发现firefox下的结果确实和预料的相似：for-each和for-in效率低下，倒序比正序效率略微提升。（chrome下的profiles由于时间太短不显示）
当数据量达到100w时，firefox和chrome下的结果都如人所愿，但是也略微有所不同。ff下的for-in表现地比for-each好，而chrome下for-in表现糟糕，直接提出了警告。而倒序迭代虽然性能略微有所提升，但是提升的不是很多，且降低了代码阅读性。

小结：

倒序迭代确实能略微提升代码性能，但是牺牲了代码可读性，除非追求极端性能优化情况下不然没必要用
遍历数组能用普通的循环就不要用for-in和for-each

二、条件语句
常见的条件语句有if-else和switch-case，那么什么时候用if-else，什么时候用switch-case语句呢？
我们先来看个简单的if-else语句的代码：

if （value == 0）{return result0;} else if （value == 1）{return result1;} else if （value == 2）{return result2;} else if （value == 3）{return result3;} else if （value == 4）{return result4;} else if （value == 5）{return result5;} else if （value == 6）{return result6;} else if （value == 7）{return result7;} else if （value == 8）{return result8;} else if （value == 9）{return result9;} else {return result10;}

最坏的情况下（value=10）我们可能要做10次判断才能返回正确的结果，那么我们怎么优化这段代码呢？一个显而易见的优化策略是将最可能的取值提前判断，比如value最可能等于5或者10，那么将这两条判断提前。但是通常情况下我们并不知道（最可能的选择），这时我们可以采取二叉树查找策略进行性能优化。

if （value < 6）{if （value < 3）{if （value == 0）{return result0;} else if （value == 1）{return result1;} else {return result2;}} else {if （value == 3）{return result3;} else if （value == 4）{return result4;} else {return result5;}}} else {if （value < 8）{if （value == 6）{return result6;} else {return result7;}} else {if （value == 8）{return result8;} else if （value == 9）{return result9;} else {return result10;}}}

这样优化后我们最多进行4次判断即可，大大提高了代码的性能。这样的优化思想有点类似二分查找，和二分查找相似的是，只有value值是连续的数字时才能进行这样的优化。但是代码这样写的话不利于维护，如果要增加一个条件，或者多个条件，就要重写很多代码，这时switch-case语句就有了用武之地。
将以上代码用switch-case语句重写：

switch（value）{case 0:return result0;case 1:return result1;case 2:return result2;case 3:return result3;case 4:return result4;case 5:return result5;case 6:return result6;case 7:return result7;case 8:return result8;case 9:return result9;default:return result10;}

swtich-case语句让代码显得可读性更强，而且swtich-case语句还有一个好处是如果多个value值返回同一个结果，就不用重写return那部分的代码。一般来说，当case数达到一定数量时，swtich-case语句的效率是比if-else高的，因为switch-case采用了branch table（分支表）索引来进行优化，当然各浏览器的优化程度也不一样。
除了if-else和swtich-case外，我们还可以采用查找表。

var results = [result0, result1, result2, result3, result4, result5, result6, result7, result8, result9, result10];//return the correct resultreturn results[value];

当数据量很大的时候，查找表的效率通常要比if-else语句和swtich-case语句高，查找表能用数字和字符串作为索引，而如果是字符串的情况下，最好用对象来代替数组。当然查找表的使用是有局限性的，每个case对应的结果只能是一个取值而不能是一系列的操作。
小结：

当只有两个case或者case的value取值是一段连续的数字的时候，我们可以选择if-else语句
当有3~10个case数并且case的value取值非线性的时候，我们可以选择switch-case语句
当case数达到10个以上并且每次的结果只是一个取值而不是额外的JavaScript语句的时候，我们可以选择查找表

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助。