map/reduce

廖雪峰
资深软件开发工程师，业余马拉松选手。

如果你读过Google的那篇大名鼎鼎的论文“MapReduce: Simplified Data Processing on Large Clusters”，你就能大概明白map/reduce的概念。

map

举例说明，比如我们有一个函数f(x)=x²，要把这个函数作用在一个数组[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]上，就可以用map实现如下：

            f(x) = x * x

                  │
                  │
  ┌───┬───┬───┬───┼───┬───┬───┬───┐
  │   │   │   │   │   │   │   │   │
  ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼

[ 1   2   3   4   5   6   7   8   9 ]

  │   │   │   │   │   │   │   │   │
  │   │   │   │   │   │   │   │   │
  ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼

[ 1   4   9  16  25  36  49  64  81 ]

由于map()方法定义在JavaScript的Array中，我们调用Array的map()方法，传入我们自己的函数，就得到了一个新的Array作为结果：

function pow(x) {
    return x * x;
}

let arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
let results = arr.map(pow); // [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
console.log(results);

注意：map()传入的参数是pow，即函数对象本身。

你可能会想，不需要map()，写一个循环，也可以计算出结果：

let f = function (x) {
    return x * x;
};

let arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
let result = [];
for (let i=0; i<arr.length; i++) {
    result.push(f(arr[i]));
}

的确可以，但是，从上面的循环代码，我们无法一眼看明白“把f(x)作用在Array的每一个元素并把结果生成一个新的Array”。

所以，map()作为高阶函数，事实上它把运算规则抽象了，因此，我们不但可以计算简单的f(x)=x²，还可以计算任意复杂的函数，比如，把Array的所有数字转为字符串：

let arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
arr.map(String); // ['1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']

只需要一行代码。

reduce

再看reduce的用法。Array的reduce()把一个函数作用在这个Array的[x1, x2, x3...]上，这个函数必须接收两个参数，reduce()把结果继续和序列的下一个元素做累积计算，其效果就是：

[x1, x2, x3, x4].reduce(f) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)

比方说对一个Array求和，就可以用reduce实现：

let arr = [1, 3, 5, 7, 9];
arr.reduce(function (x, y) {
    return x + y;
}); // 25

如果数组元素只有1个，那么还需要提供一个额外的初始参数以便至少凑够两：

let arr = [123];
arr.reduce(function (x, y) {
    return x + y;
}, 0); // 123

练习：利用reduce()求积：

function product(arr) {
    // FIXME:
    return 0;
}

// 测试:
if (product([1, 2, 3, 4]) === 24 && product([0, 1, 2]) === 0 && product([99, 88, 77, 66]) === 44274384) {
    console.log('测试通过!');
}
else {
    console.log('测试失败!');
}

要把[1, 3, 5, 7, 9]变换成整数13579，reduce()也能派上用场：

let arr = [1, 3, 5, 7, 9];
arr.reduce(function (x, y) {
    return x * 10 + y;
}); // 13579

如果我们继续改进这个例子，想办法把一个字符串13579先变成Array——[1, 3, 5, 7, 9]，再利用reduce()就可以写出一个把字符串转换为Number的函数。

练习：不要使用JavaScript内置的parseInt()函数，利用map和reduce操作实现一个string2int()函数：

function string2int(s) {
    // FIXME:
    return 0;
}

// 测试:
if (string2int('0') === 0 && string2int('12345') === 12345 && string2int('12300') === 12300) {
    if (string2int.toString().indexOf('parseInt') !== -1) {
        console.log('请勿使用parseInt()!');
    } else if (string2int.toString().indexOf('Number') !== -1) {
        console.log('请勿使用Number()!');
    } else {
        console.log('测试通过!');
    }
}
else {
    console.log('测试失败!');
}

练习

请把用户输入的不规范的英文名字，变为首字母大写，其他小写的规范名字。输入：['adam', 'LISA', 'barT']，输出：['Adam', 'Lisa', 'Bart']。

function normalize(arr) {
    // FIXME:
    return [];
}

// 测试:
if (normalize(['adam', 'LISA', 'barT']).toString() === ['Adam', 'Lisa', 'Bart'].toString()) {
    console.log('测试通过!');
}
else {
    console.log('测试失败!');
}

小明希望利用map()把字符串变成整数，他写的代码很简洁：

let arr = ['1', '2', '3'];
let r;

r = arr.map(parseInt);
console.log(r);

结果竟然是1, NaN, NaN，小明百思不得其解，请帮他找到原因并修正代码。

提示：参考Array.prototype.map()的文档。

原因分析