【JavaScript-Day 14】玩转 `for` 循环：从基础语法到遍历数组实战

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09-【JavaScript-Day 9】从基础到进阶：掌握 JavaScript 核心运算符之算术与赋值篇
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11-【JavaScript-Day 11】避坑指南！深入理解JavaScript隐式和显式类型转换
12-【JavaScript-Day 12】掌握程序流程：深入解析 if…else 条件语句
13-【JavaScript-Day 13】告别冗长if-else：精通switch语句，让代码清爽高效！
14-【JavaScript-Day 14】玩转 for 循环：从基础语法到遍历数组实战

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前言

在编程的世界里，我们经常需要重复执行某些任务。例如，打印100次欢迎信息，计算一系列数字的总和，或者处理一个列表中的每一个项目。如果手动编写重复的代码，不仅效率低下，而且容易出错。幸运的是，JavaScript 提供了多种循环结构来帮助我们自动化这些重复性的工作，而 for 循环无疑是其中最经典、使用最广泛的一种。本篇文章将带你深入理解 for 循环的奥秘，从它的基本语法到执行流程，再到实际应用场景，让你彻底掌握这个强大的工具。

一、初识循环与 for 循环

1.1 为什么需要循环？

想象一下，如果你的任务是向控制台输出从1到5的数字。没有循环，你可能会这样写：

console.log(1);
console.log(2);
console.log(3);
console.log(4);
console.log(5);

这看起来很简单，但如果任务是输出从1到1000的数字呢？显然，复制代码1000次是不现实的。这时，循环就派上了大用场。循环允许我们定义一段需要重复执行的代码块，并指定重复的次数或条件。这就像在操场上跑步，教练告诉你跑5圈，你就会重复“跑一圈”这个动作5次。

1.2 for 循环：经典的重复执行者

JavaScript 提供了多种循环类型，如 for 循环、while 循环、do...while 循环等。其中，for 循环是最常用的循环结构之一，特别适用于已知重复次数的场景。它提供了一种简洁的方式来初始化计数器、设定循环条件和更新计数器，从而精确控制代码块的执行次数。

二、深入 for 循环的语法结构

for 循环的语法设计非常紧凑，将循环控制的三个关键部分集中在一行代码中，使得代码更易读和管理。

2.1 for 循环的基本骨架

for 循环的基本语法结构如下：

for (初始化表达式; 条件表达式; 迭代表达式) {
    // 循环体：需要重复执行的代码块
}

这三个部分由分号 ; 分隔，共同决定了循环的行为。

2.2 解构 for 循环的三个关键部分

让我们详细了解一下 for 循环的这三个核心组成部分：

2.2.1 初始化表达式 (Initialization Expression)

• 作用：这部分代码在循环开始之前执行，并且仅执行一次。
• 常见用途：通常用于声明和初始化一个或多个循环计数器变量。最常见的是使用 let 声明一个变量并赋予初始值。
• 示例：

  let i = 0; // 在 for 循环外部声明和初始化
  // 或者更常见的：
  // for (let i = 0; ...)
  

  在 for 循环的括号内直接进行初始化是更标准和推荐的做法：

  for (let i = 0; /* ... */; /* ... */) {
      // 变量 i 在这里被初始化为 0
  }
  

2.2.2 条件表达式 (Condition Expression)

• 作用：在每次循环迭代开始之前，都会对这个表达式进行求值。
• 行为：
  • 如果表达式的求值结果为 true (或可以转换为 true 的值)，则执行循环体内的代码。
  • 如果表达式的求值结果为 false (或可以转换为 false 的值)，则循环终止，程序将跳过循环体，执行 for 循环之后的代码。
• 示例：

  // 循环将持续，只要 i 小于 5
  for (let i = 0; i < 5; /* ... */) {
      // ...
  }
  

2.2.3 迭代表达式 (Iteration/Final Expression)

• 作用：在每次循环迭代结束之后（即循环体内的代码执行完毕后），并且在下一次条件表达式判断之前，会执行这个表达式。
• 常见用途：通常用于更新（增加或减少）循环计数器的值，使其逐步接近终止条件。
• 示例：

  // 每次循环结束后，i 的值增加 1
  for (let i = 0; i < 5; i++) {
      // ...
  }
  

  这里的 i++ 等同于 i = i + 1。

2.3 循环体 (Loop Body)

循环体是包含在花括号 {} 内的一段或多段 JavaScript 语句。只要条件表达式为真，这段代码就会被重复执行。

for (let i = 0; i < 3; i++) {
    // 这就是循环体开始
    console.log(`当前 i 的值是: ${i}`);
    console.log("循环体内的另一条语句");
    // 循环体结束
}

三、for 循环的执行流程详解

理解 for 循环的执行顺序对于正确使用它至关重要。

3.1 步骤拆解

for 循环的执行可以分解为以下几个步骤：

1. 初始化：首先，执行初始化表达式。这通常是声明和设置循环计数器变量。此步骤仅在整个循环开始时执行一次。
2. 条件判断：然后，对条件表达式进行求值。
3. 执行或终止：
   • 如果条件为 true：
     • 执行循环体中的代码。
     • 执行迭代表达式（通常是更新计数器）。
     • 返回第 2 步，重新进行条件判断。
   • 如果条件为 false：
     • 循环终止。程序流程将跳到 for 循环结构之后的下一条语句。

3.2 可视化流程

我们可以使用 Mermaid 流程图来更直观地展示 for 循环的执行流程：

是

否

开始

1. 执行初始化表达式

2. 条件表达式是否为真?

3. 执行循环体代码

4. 执行迭代表达式

结束循环

3.3 实例演练：手动追踪

让我们通过一个简单的例子来手动追踪 for 循环的执行过程。

代码示例：

for (let count = 0; count < 3; count++) {
    console.log(`Count is: ${count}`);
}
console.log("循环结束!");

执行追踪表：

步骤	动作	count 的值	条件 (count < 3)	输出到控制台
1. 初始化	let count = 0	0	(尚未判断)
2. 条件判断 (第1次)	count < 3 ? (0 < 3)	0	true
3. 执行循环体 (第1次)	console.log(Count is: ${count})	0	true	Count is: 0
4. 执行迭代表达式 (第1次)	count++	1	true
2. 条件判断 (第2次)	count < 3 ? (1 < 3)	1	true
3. 执行循环体 (第2次)	console.log(Count is: ${count})	1	true	Count is: 1
4. 执行迭代表达式 (第2次)	count++	2	true
2. 条件判断 (第3次)	count < 3 ? (2 < 3)	2	true
3. 执行循环体 (第3次)	console.log(Count is: ${count})	2	true	Count is: 2
4. 执行迭代表达式 (第3次)	count++	3	true
2. 条件判断 (第4次)	count < 3 ? (3 < 3)	3	false
5. 循环终止		3	false	循环结束!

通过这个追踪表，我们可以清晰地看到变量如何变化以及代码是如何一步步执行的。

四、for 循环的实际应用

for 循环在 JavaScript 编程中有着广泛的应用场景。

4.1 重复执行特定次数的任务

这是 for 循环最直接的应用。例如，如果你想执行某个操作固定的次数。

示例：打印5次问候语

for (let i = 0; i < 5; i++) {
    // 循环体将执行5次 (当 i = 0, 1, 2, 3, 4)
    console.log(`你好，这是第 ${i + 1} 次问候！`); // 使用 i + 1 使序号从1开始
}

输出：

你好，这是第 1 次问候！
你好，这是第 2 次问候！
你好，这是第 3 次问候！
你好，这是第 4 次问候！
你好，这是第 5 次问候！

4.2 计算累加和或累乘积

for 循环非常适合进行累积计算。

示例：计算 1 到 10 的数字之和

let sum = 0; // 初始化一个变量来存储总和

for (let num = 1; num <= 10; num++) {
    sum += num; // 将当前的 num 值加到 sum 上 (sum = sum + num)
}

console.log(`从1到10的总和是: ${sum}`); // 输出: 从1到10的总和是: 55

示例：计算 1 到 5 的阶乘 (5!)
$$\begin{gathered} 5=1 \\ times2 \\ times3 \\ times4 \\ times5 \end{gathered}$$

let factorial = 1; // 初始化阶乘结果为1，因为0的阶乘是1，且乘法从1开始
const n = 5;

for (let i = 1; i <= n; i++) {
    factorial *= i; // 将当前 i 值乘到 factorial 上 (factorial = factorial * i)
}

console.log(`${n}的阶乘是: ${factorial}`); // 输出: 5的阶乘是: 120

4.3 初探：使用 for 循环遍历数组

数组是一种有序的数据集合，for 循环是遍历（即访问数组中每一个元素）数组的传统且有效的方法。

4.3.1 数组与索引

在 JavaScript 中，数组的元素是通过索引来访问的。索引是从 0 开始的数字，表示元素在数组中的位置。例如，数组 myArray 的第一个元素的索引是 0 (myArray[0])，第二个是 1 (myArray[1])，以此类推。数组有一个 length 属性，表示数组中元素的数量。

4.3.2 遍历数组元素

我们可以使用 for 循环，让计数器从 0 开始，到 数组长度 - 1 结束，来访问数组中的每一个元素。

示例：遍历一个水果数组

const fruits = ["苹果", "香蕉", "橙子", "芒果", "葡萄"];

console.log("我喜欢的水果有：");
for (let i = 0; i < fruits.length; i++) { // 条件是 i 小于数组的长度
    // fruits[i] 用于访问数组中索引为 i 的元素
    console.log(`- ${fruits[i]} (索引: ${i})`);
}

输出：

我喜欢的水果有：
- 苹果 (索引: 0)
- 香蕉 (索引: 1)
- 橙子 (索引: 2)
- 芒果 (索引: 3)
- 葡萄 (索引: 4)

在这个例子中：

• let i = 0: 初始化索引 i 为 0。
• i < fruits.length: 循环继续的条件是 i 小于数组 fruits 的长度。如果数组有5个元素，fruits.length 就是 5，所以 i 会从 0 到 4。
• i++: 每次迭代后，索引 i 增加 1，以便访问下一个元素。

虽然 JavaScript 后续版本引入了更多专用于数组遍历的方法（如 forEach, for...of），但理解如何使用经典 for 循环遍历数组仍然非常重要，因为它能提供对索引的直接控制。

五、for 循环使用技巧与注意事项

虽然 for 循环的三个组成部分（初始化、条件、迭代）都有其典型用法，但它们也相当灵活。

5.1 初始化表达式的灵活性

初始化表达式部分不仅限于声明一个变量，你也可以：

• 声明并初始化多个变量（用逗号分隔）：

  for (let i = 0, len = myArray.length; i < len; i++) {
      // 这里 len 被预先计算，可能在某些情况下略微提高性能（避免重复访问 .length）
      console.log(myArray[i]);
  }
  

• 省略初始化表达式：如果循环控制变量在循环之前已经被初始化，你可以省略这一部分。但分号必须保留。

  let k = 0;
  for (; k < 3; k++) { // 初始化部分为空
      console.log(`k = ${k}`);
  }
  

5.2 条件表达式的省略

如果省略条件表达式，它会被默认为 true，这将导致一个无限循环，除非循环体内部有其他机制（如 break 语句）来终止循环。

// 警告：这是一个潜在的无限循环，除非有 break
for (let j = 0; ; j++) { // 条件部分为空，默认为 true
    console.log(`j = ${j}`);
    if (j >= 5) {
        console.log("j 达到5，手动跳出循环");
        break; // 使用 break 语句终止无限循环
    }
}

强烈建议始终提供明确的条件表达式以避免意外的无限循环。

5.3 迭代表达式的多样性

迭代表达式也不仅仅限于 i++。你可以根据需要进行各种更新：

• 递减计数器：i--
• 按不同步长增减：i += 2, i -= 5
• 进行其他复杂计算：i *= 2

示例：倒计时

for (let count = 5; count > 0; count--) { // 迭代表达式为 count--
    console.log(`倒计时: ${count}`);
}
console.log("发射!");

输出：

倒计时: 5
倒计时: 4
倒计时: 3
倒计时: 2
倒计时: 1
发射!

5.4 避免死循环 (Infinite Loops)

死循环是指循环的条件表达式永远不会为 false，导致循环无限执行下去，这通常会使浏览器或程序崩溃。

如何避免：

• 确保条件最终会为假：仔细检查你的条件表达式。
• 确保迭代表达式能使循环趋向终止：例如，如果条件是 i < 10，确保 i 是在增加；如果条件是 i > 0，确保 i 是在减少。
• 小心边界条件：使用 < 还是 <=，> 还是 >=，以及初始值，都会影响循环的执行次数和终止。

一个错误的例子（可能导致死循环）：

// 错误示例：如果期望 i 增加但写成了 i--
// for (let i = 0; i < 5; i--) {
//     console.log(i); // i 会变成 0, -1, -2, ... 永远小于 5
// }

5.5 break 与 continue 语句 (简述)

在循环内部，有时我们需要更精细地控制循环的流程。JavaScript 提供了 break 和 continue 语句。

• break 语句：立即终止整个循环（for, while, switch 等），程序将跳转到循环结构之后的代码。
• continue 语句：立即结束当前的迭代，跳过循环体中 continue 之后的剩余代码，并开始下一次迭代（对于 for 循环，会先执行迭代表达式，然后进行条件判断）。

我们会在后续讨论 while 循环时更详细地介绍这两个语句，但这里给一个简单示例：

break 示例：找到特定元素后停止

const numbers = [1, 7, 3, 9, 5, 6];
let foundNumber = 9;
let indexFound = -1;

for (let i = 0; i < numbers.length; i++) {
    console.log(`正在检查索引 ${i}，值为 ${numbers[i]}`);
    if (numbers[i] === foundNumber) {
        indexFound = i;
        console.log(`找到了 ${foundNumber}，在索引 ${indexFound}！`);
        break; // 找到后立即跳出循环
    }
}
// 输出:
// 正在检查索引 0，值为 1
// 正在检查索引 1，值为 7
// 正在检查索引 2，值为 3
// 正在检查索引 3，值为 9
// 找到了 9，在索引 3！

continue 示例：跳过特定条件的处理

// 打印1到10之间所有的奇数
for (let i = 1; i <= 10; i++) {
    if (i % 2 === 0) { // 如果 i 是偶数
        continue; // 跳过本次迭代的 console.log(i)
    }
    console.log(`奇数: ${i}`);
}
// 输出:
// 奇数: 1
// 奇数: 3
// 奇数: 5
// 奇数: 7
// 奇数: 9

六、总结

for 循环是 JavaScript 中控制程序流程、实现重复操作的基础且强大的工具。掌握它对于编写高效、简洁的代码至关重要。回顾一下本文的核心内容：

1. for 循环的必要性：自动化重复任务，提高编程效率。
2. 核心语法：由三个关键部分组成：for (初始化表达式; 条件表达式; 迭代表达式) { // 循环体 }。
   • 初始化表达式：循环开始前执行一次，用于设置计数器。
   • 条件表达式：每次迭代前检查，决定循环是否继续。
   • 迭代表达式：每次迭代后执行，用于更新计数器。
3. 执行流程：初始化 -> (条件判断 -> 若为真则执行循环体 -> 执行迭代表达式) -> 条件判断 … -> 若为假则结束循环。
4. 常见应用：
   • 执行固定次数的操作。
   • 进行累加、累乘等计算。
   • 遍历数组元素（通过索引）。
5. 使用技巧与注意事项：
   • 三个表达式部分都可以省略（但分号不能省），但需谨慎，尤其是条件表达式的省略可能导致死循环。
   • 迭代表达式可以灵活多变（增、减、不同步长）。
   • 务必确保循环有明确的终止条件，避免死循环。
   • break 语句可以提前终止整个循环。
   • continue 语句可以跳过当前迭代的剩余部分，进入下一次迭代。

通过本文的学习，你应该对 for 循环有了全面而深入的理解。在后续的 JavaScript 学习和实践中，你会发现 for 循环无处不在。熟练运用它，将使你的编程能力迈上一个新的台阶！在下一篇文章中，我们将探讨 JavaScript 中的另外两种重要循环结构：while 和 do...while 循环。敬请期待！

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