Array

Ich werde später mehr dazu sagen, aber zuerst sehen wir uns kurz an, was ein Array ist.

Angenommen, Sie haben einige experimentelle Daten, die Sie verarbeiten (berechnen) müssen. Sie haben nun z. B. 100 Daten und Sie haben folgendes geschrieben:

let data1 = 0.10;
let data2 = 1.2;
let data3 = 3.2;
  :
  :
let data100 = 1.1;

Um die Summe zu erhalten, müssen Sie folgendes schreiben:

let sum = data1 + data2 + (omit) + data100;

Sehr umständlich!

Wenn Sie zusätzliche Daten erhalten, müssen Sie das Folgende hinzufügen

let data101 = 0.92;
let data102 = 5.8;
let data103 = 7.2;
  :
  :

und auch das Programm ändern. Dies ist immer noch einfach, da es sich nur um eine einfache Summe handelt, aber kompliziertere Berechnungen (wie die Berechnung der Varianz) werden viel umständlicher sein. Es kann sogar schneller sein, sie von Hand zu berechnen.

An dieser Stelle kommen Arrays ins Spiel. Die erhaltenen Daten können wie folgt geschrieben werden:

let data = [ 0.10, 1.2, 3.2, ... ];

In diesem Fall können die einzelnen Daten als data[0], data[1], … verwendet werden.

Das obige Programm zur Ermittlung der Summe kann theoretisch wie folgt umgeschrieben werden

let sum = data[0] + data[1] + (omit) + data[99];

aber noch viel besser:

let sum = 0;
for (let i = 0; i < data.length; i++) {
  sum += data[i];
}

(data.length wird später in diesem Artikel behandelt).

Wenn sich die Anzahl der Daten oder der Inhalt des Arrays data ändert, muss sich der Summierungsteil überhaupt nicht ändern. Dadurch wird das Programm kürzer und damit lesbarer.

Also: ein Array ist eine Sammlung von Daten (Werten).

Schauen wir uns die Arrays genauer an.

let data = [ 10, 20, 30 ];

let data;
data = [ 10, 20, 30 ];

let data = [ 10, 20, 30 ];
console.log(data);

let data = [ 10, 20, 30 ];
console.log(data);
console.log(data[0]);
console.log(data[1]);
console.log(data[2]);

Die Anzahl der Elemente in einem Array wird oft als Länge bezeichnet. Die Länge eines Arrays kann mit array-name.length ermittelt werden. Zum Beispiel:

let data = [ 1, 2, 5 ];
console.log(data.length);

Wenn Sie dieses Programm ausführen, wird als Ergebnis 3 angezeigt.

Beachten Sie, dass array.length die Anzahl der Elemente im Array ist. Andererseits ist zu beachten, dass der letzte Index eines Arrays array.length - 1 ist.

Wenn Sie die Summe eines Arrays berechnen wollen, können Sie schreiben:

let data = [ 1.2, 3, 5, 1.1 ];
let sum = 0;

for (let i = 0; i < data.length; i++) {
  sum += data[i];
}

Beachten Sie, dass < für die Bedingung der for-Schleife verwendet wird, nicht <=.

Vielleicht möchten Sie Folgendes schreiben, aber das ist unerwünscht:

let data = [ 1.2, 3, 5, 1.1 ];
let sum = 0;

// ! Kein Fehler, aber vermieden werden soll !
for (let i = 1; i <= data.length; i++) {
  sum += data[i - 1];
}

oder

let data = [ 1.2, 3, 5, 1.1 ];
let sum = 0;

// ! Kein Fehler, aber das soll vermieden werden !
for (let i = 0; i <= data.length - 1; i++) {
  console.log(data[i]);
}

Sie sollten sich daran gewöhnen, for (let i = 0; i < data.length; i++) zu schreiben.

Außerdem dürfen Sie die Anzahl der Daten nicht direkt in das Programm eingeben:

for (let i = 0; i < 4; i++) { // ! schlechter Schreibstil !
  sum += data[i];
}

Dies ist syntaktisch nicht falsch, aber die direkte Angabe der Anzahl von Elementen im Programm in Form von einer konkreten Zahl (eine solche Schreibweise wird als Hartkodierung (eng. hard coding) bezeichnet) ist ein Nährboden für Fehler. Wenn sich also die Anzahl der Elemente im Array ändert, muss nicht nur das Array selbst, sondern auch die for-Schleife geändert werden. Aber Sie sollten nur die Daten ändern müssen, wenn sich die Anzahl der Daten ändert.

let data = [ 10, 20, 30 ];
console.log(data);
console.log(data.length);

for (let i = 0; i < data.length; i++) {
  console.log("data[", i, "] =", data[i]);
}

let data = [ 10, 20, 30 ];
console.log(data);
console.log(data.length);

let sum = 0;
for (let i = 0; i < data.length; i++) {
  sum += data[i];
}
console.log(sum);

Wie bereits erläutert, ist es in Ordnung, Folgendes zu schreiben:

let data;
data = [ 1, 2, 3 ];

Aber so kann man es nicht schreiben:

let data;
data[0] = 1.2;

Wenn Sie es unbedingt auf diese Weise schreiben möchten, müssen Sie zuerst ein leeres Array erstellen. Das heißt, Sie müssen z. B. wie folgt schreiben:

let data = [];	// data ist ein (leeres) Array
data[0] = 1.2;

Obwohl dies etwas kompliziert ist, wird das Folgende hier erklärt, weil man oft Fehler macht.

Seien Sie vorsichtig, wenn Sie von Kopieren eines Arrays sprechen. Wenn Sie eine Kopie eines Arrays erstellen möchten und das Folgende schreiben, werden Sie wahrscheinlich nicht das erwartete Ergebnis erhalten.

let array1 = [1, 2, 3];
let array2 = array1;

Sie könnten wie folgt schreiben, um das erste Element von array1 zu ändern:

array1[0] = 2;

Mal sehen, was hier passiert.

let array1 = [1, 2, 3];
let array2 = array1;

console.log("Initial values");
console.log(array1);
console.log(array2);

array1[0] = 2;

console.log("After change");
console.log(array1);
console.log(array2);

Man würde erwarten, dass nur array1 geändert wird, also dass man

[2, 2, 3]
[1, 2, 3]

erhält, aber in Wirklichkeit wurde auch array2 geändert. Was ist hier eigentlich los?

In Bezug auf das Whiteboard bedeutet dies, dass ein zusätzlicher Name auf dem Whiteboard für das Array vergeben wurde¹.

Um ein Array zu kopieren, müssen Sie daher zunächst ein neues Array erstellen und dann die Elemente einzeln kopieren. Es gibt mehrere Möglichkeiten, eine Kopie eines Arrays zu erstellen, aber ich zeige Ihnen nur die einfachste Methode.

let array1 = [ 1, 2, 3 ];
let array2 = [];

for (let i = 0; i < array1.length; i++) {
  array2[i] = array1[i];
}

let array1 = [ 1, 2, 3 ];
let array2 = [];

for (let i = 0; i < array1.length; i++) {
  array2[i] = array1[i];
}

console.log("Initial values");
console.log(array1);
console.log(array2);

array1[0] = 2;

console.log("After change");
console.log(array1);
console.log(array2);

In JavaScript gibt es typisierte Arrays (eng. typed arrays). Die wichtigsten davon ist Float64Array (und Float32Array) ². Es gibt noch andere typisierte Arrays, die Integer speichern, aber diese werden hier nicht beschrieben.

Arrays, die bereits erwähnt wurden, sind sehr flexibel (sie können z. B. sowohl Zeichenketten als auch Zahlen speichern), aber sie können auch langsam sein, wenn die Anzahl der Elemente groß ist.

Typisierte Arrays können nur bestimmte Typen speichern (in diesem Fall reelle Zahlen), aber sie können schneller sein als normale Arrays, wenn die Anzahl der Elemente groß ist.

Konkret deklarieren Sie sie wie folgt:

let data = new Float64Array(3); // Erstellen eines Arrays mit 3 Elementen

Das ist eine ganz andere Schreibweise, die Sie vielleicht verwirrt, aber akzeptieren Sie einfach, dass wir dies so schreiben werden. (Sie müssen etwas über Objektorientierung wissen, wenn Sie dies genau erklären möchten.)

Alle Elemente des Arrays werden auf 0 initialisiert. Das bedeutet, dass die obige Anweisung ein Array [0, 0, 0] erzeugt. Nach der Erstellung kann die Länge (Anzahl der Elemente) des Arrays nicht mehr geändert werden. Ansonsten ist es so ziemlich dasselbe wie ein normales Array.

Wenn Sie ein typisierte Array gleichzeitig deklarieren und initialisieren möchten, können Sie das wie folgt schreiben:

let data = new Float64Array([ 1.0, 2.1, 3.3 ]);

Nämlich wird ein Array als Argument angegeben. Vergessen Sie nicht, die eckige Klammern [ ] einzutippen.

Es ist vielleicht leichter zu verstehen, wenn Sie Folgendes bedenken:

let data0 = [ 1.0, 2.1, 3.3 ];
let data = new Float64Array(data0);
// Im obigen Beispiel wurde das Array direkt als Argument geschrieben,
// nicht über eine Variable.

Dies funktioniert ohne Problem, erfordert aber eine zusätzliche Variable (data0), so dass es besser ist, die erste Schreibweise zu verwenden.

// ein Array mit 3 Elementen erstellen (Alle Anfanswerte sind 0)
let data = new Float64Array(3);

// ein Array mit 3 Elementen, deren Anfanswerte 1, 2 und 3 sind, erstellen
let data = new Float64Array([ 1, 2, 3 ]);

In JavaScript können Sie Arrays als Argumente und Rückgabewerte von Funktionen verwenden.

Es folgt ein Beispiel für eine Funktion, die ein Array als Argument verwendet (der Rückgabewert in diesem Beispiel ist eine normale Zahl).

function sumarray(arr) {
  let sum = 0;
  for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
    sum += arr[i];
  }
  return sum;
}

let data = [ 10, 20, 30 ];
console.log(sumarray(data));

Machen Sie die folgenden Übungen zur Wiederholung. Es ist anzuraten, dass Sie zumindest die erste Übung durchführen.

Auf dieser Seite haben Sie über Arrays gelernt.

• Ein Array ist eine Sammlung von Daten.

• Ein Array kann definiert werden als let data = [ 1, 2, 3 ]; usw.

• Jedes Element kann durch einen Index angegeben werden.

• Array-Indizes beginnen bei 0.

• Die Anzahl der Elemente in einem Array kann als array.length ermittelt werden.

• Es gibt auch ein typisiertes Array namens Float64Array. Dies ist vorteilhaft, wenn die Anzahl der Elemente groß ist.