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JavaScript实现计算多维嵌套数组深度

 更新时间：2023年06月04日 08:20:56   作者：𝑺𝒉𝒊𝒉𝑯𝒔𝒊𝒏𝒈  
在前端开发中，经常会遇到需要处理多维嵌套的数据结构，并需要计算出它们的深度，本文就来讲讲如何使用JavaScript实现计算多维嵌套数组深度吧

前言

在前端开发中，经常会遇到需要处理多维嵌套的数据结构。而对于这些多维嵌套的数据结构，往往需要计算出它们的深度，用于方便后续处理。本文将介绍使用JavaScript实现计算多维嵌套数组深度的方法。

理论知识

在了解具体实现前，先来了解一下相关的理论知识：多维数组的深度。所谓数组的深度，就是指这个数组里面嵌套了多少层子数组。如下图所示：

[1, 2, 3, 4]        // 深度为 1
[[1, 2], [3, 4]]    // 深度为 2
[[[1, 2], [3, 4]], [[5, 6], [7, 8]]]  // 深度为 3

可以看出，第一种情况只有一层，第二种情况有两层，第三种情况有三层。

实现思路

根据上述定义，计算一个数组的深度其实就是递归遍历每一层子数组，并不断加一的过程。因此，我们可以采用递归的思想，实现如下：

function getDepth(arr) {
  if (!Array.isArray(arr)) {   // 判断是否为数组
    return 0;
  }
  let depth = 1;               // 初始化深度为 1
  for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
    const cur = arr[i];
    if (Array.isArray(cur)) {  // 如果当前元素仍为数组，递归遍历
      const curDepth = getDepth(cur) + 1;
      depth = Math.max(depth, curDepth);
    }
  }
  return depth;
}

上述代码中，首先进行了类型判断，如果不是数组，则直接返回“0”；否则，逐层遍历每一层子数组，通过递归调用函数计算出每个子数组的深度，并记录最大深度。

实例演示

我们可以利用上述方法对以下多维嵌套数组进行深度计算：

const arr1 = [1, 2, 3, 4];                  // 深度为 1
const arr2 = [[1, 2], [3, 4]];             // 深度为 2
const arr3 = [[[1, 2], [3, 4]], [[5, 6], [7, 8]]];  // 深度为 3
console.log(getDepth(arr1));                // 输出 1
console.log(getDepth(arr2));                // 输出 2
console.log(getDepth(arr3));                // 输出 3

在控制台输出结果如下：

1
2
3

此外，我们还可以对一些嵌套层数较深的数组进行计算：

const arr4 = [[[[1, 2], [3, 4]], [[5, 6], [7, 8]]],
              [[[1, 2], [3, 4]], [[5, 6], [7, 8]]]]; // 深度为 4
console.log(getDepth(arr4));                // 输出 4

性能优化

在实际开发中，如果处理的数据量很大，单纯使用递归的方法可能会耗费大量时间和内存资源。因此，在设计算法时应该尽可能地减少时间复杂度和空间复杂度。

以下是一些可能比较好的优化方案:

方案一：队列迭代

队列迭代法同样可以获取多维嵌套数组的深度，而且有时候运行速度更快。我们可以使用一个队列来存储每一层子数组，并不断出队并将其所有元素压入队列中，直到队列为空为止。我们可以通过记录队列的大小来控制深度的增加，具体实现如下：

function getDepthByQueue(arr) {
  if (!Array.isArray(arr)) {  // 判断是否为数组
    return 0;
  }
  let depth = 1;              // 初始化深度为 1
  const queue = [arr];        // 将初始数组放入队列中
  while (queue.length) {      // 如果队列不为空
    const curLevelSize = queue.length;
    for (let i = 0; i < curLevelSize; i++) {
      const cur = queue.shift();     // 出队一个子数组
      if (Array.isArray(cur)) {
        queue.push(...cur);          // 将其中所有元素入队
      }
    }  
    depth++;                        // 深度加一
  }
  return depth - 1;                 // 最后在队列为空时，depth 多增加了一次，故需要减一
}

方案二：reduce计数

通过使用reduce方法，可以实现对多维嵌套数组的深度进行计数。在这种方法里，我们只需要遍历每一个元素，并让其值等于当前递归所得到的深度加一即可。

function getDepthByReduce(arr) {
  if (!Array.isArray(arr)) {   // 判断是否为数组
    return 0;
  }
  return arr.reduce(function(pre, cur) {
    const curDepth = getDepthByReduce(cur) + 1;
    return Math.max(pre, curDepth);
  }, 1)
}

异常处理

在正常情况下，多维嵌套数组的深度是可以被正常计算的。但是在某些边界条件下，我们需要对计算过程进行异常处理：

边界条件一：空数组

对于空数组，其深度为0。

console.log(getDepth([]));   // 输出 0

边界条件二：不是数组

如果传入的值不是数组类型，返回0即可。

console.log(getDepth("test"));    // 输出 0
console.log(getDepth({ a: 1 }));  // 输出 0
console.log(getDepth(123));      // 输出 0

边界条件三：无限递归

在某些特殊情况下，可能会出现无限递归的错误。例如一个由自己本身构成的数组，此时就会导致函数陷入死循环。因此，在编写代码时需要避免这种恶性递归行为。

const test = [];
test.push(test);
console.log(getDepth(test));    // 此处会出现无限递归的错误

为了避免无限递归的问题，可以设置一个计数器。当函数调用次数超过一定值时，抛出异常并阻止递归的继续进行。

function getDepthWithLimit(arr, limit = 10000) {
  let count = 0;
  function calculateDepth(cur) {
    if (!Array.isArray(cur)) {
      return 0;
    }
    if (count++ > limit) {        // 超过极限次数则返回 Infinity
      throw new Error("too much recursive");
    }
    const curDepth = Math.max(...cur.map(calculateDepth)) + 1;
    return curDepth;
  }
  try {
    return calculateDepth(arr);
  } catch (e) {
    console.warn(e.message);
    return Infinity;
  }
}

在函数中增加计数器，每经过一次递归就自增，如果达到某个条件（limit）就抛出异常，并阻止递归的执行。最后用try...catch来捕获异常。

结尾

我们可以看到使用JavaScript计算多维嵌套数组的深度十分方便。只需采用递归的思路，遍历每一个子数组，并记录最大深度即可。

但需要注意的是，在实际开发中，如果多维嵌套层数过深，会导致递归调用栈溢出的问题。因此，在实现该方法时需要考虑到性能优化和异常处理。

以下是实现时的一些注意点：

  • 尽量避免对传入参数进行修改，否则可能会影响其它部分代码。
  • 在递归过程中要注意边界条件的处理，以防止无限递归或者数组越界的情况发生。
  • 对于反复出现的计算结果可以进行缓存，以提高代码执行效率。

到此这篇关于JavaScript实现计算多维嵌套数组深度的文章就介绍到这了,更多相关JavaScript嵌套数组内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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