Arrays

Los objetos te permiten almacenar colecciones de datos a través de nombres. Eso está bien.

Pero a menudo necesitamos una colección ordenada, donde tenemos un 1ro, un 2do, un 3er elemento y así sucesivamente. Por ejemplo, necesitamos almacenar una lista de algo: usuarios, bienes, elementos HTML, etc.

No es conveniente usar objetos aquí, porque no proveen métodos para manejar el orden de los elementos. No podemos insertar una nueva propiedad “entre” los existentes. Los objetos no están hechos para eso.

Existe una estructura llamada Array (llamada en español arreglo o matriz/vector) para almacenar colecciones ordenadas.

Declaración

Hay dos sintaxis para crear un array vacío:

Casi siempre se usa la segunda. Podemos suministrar elementos iniciales entre los corchetes:

Los elementos del array están numerados comenzando desde cero.

Podemos obtener un elemento por su número entre corchetes:

Podemos reemplazar un elemento:

…o agregar uno nuevo al array:

La cuenta total de elementos en el array es su longitud length:

También podemos usar alert para mostrar el array completo.

Un array puede almacenar elementos de cualquier tipo.

Por ejemplo:

Obtener los últimos elementos con “at”

Digamos que queremos el último elemento de un array.

Algunos lenguajes de programación permiten el uso de índices negativos para este propósito, como fruits[-1].

Sin embargo, en JavaScript esto no funcionará. El resultado será undefined, porque el índice entre corchetes se interpreta literalmente.

Podemos calcular explícitamente el último índice y luego acceder al elemento: fruits[fruits.length - 1].

Un poco engorroso, ¿no es cierto? Necesitamos escribir el nombre de la variable dos veces.

Afortunadamente, hay una sintaxis más corta: fruits.at(-1):

En otras palabras, arr.at(i):

• es exactamente lo mismo que arr[i], si i >= 0.
• para valores negativos de i, salta hacia atrás desde el final del array.

Métodos pop/push, shift/unshift

Una cola es uno de los usos más comunes de un array. En ciencias de la computación, significa una colección ordenada de elementos que soportan dos operaciones:

• push inserta un elemento al final.
• shift obtiene el elemento del principio, avanzando la cola, y así el segundo elemento se vuelve primero.

Los arrays soportan ambas operaciones.

En la práctica los necesitamos muy a menudo. Por ejemplo, una cola de mensajes que necesitamos mostrar en pantalla.

Hay otro caso de uso para los arrays – la estructura de datos llamada pila.

Ella soporta dos operaciones:

• push agrega un elemento al final.
• pop toma un elemento desde el final.

Entonces los elementos nuevos son agregados o tomados siempre desde el “final”.

Una pila es usualmente mostrada como un mazo de cartas, donde las nuevas cartas son agregadas al tope o tomadas desde el tope:

Para las pilas, la última introducida es la primera en ser recibida, en inglés esto es llamado principio LIFO (Last-In-First-Out, última en entrar primera en salir). Para las colas, tenemos FIFO (First-In-First-Out primera en entrar, primera en salir).

Los arrays en JavaScript pueden trabajar como colas o pilas. Ellos permiten agregar/quitar elementos al/del principio o al/del final.

En ciencias de la computación, la estructura de datos que permite esto se denomina cola de doble extremo o bicola.

Métodos que trabajan sobre el final del array:

Extrae el último elemento del array y lo devuelve:

Tanto fruits.pop() como fruits.at(-1) devuelven el último elemento del array, pero fruits.pop() también modifica el array eliminando tal elemento.

Agrega el elemento al final del array:

El llamado a fruits.push(...) es igual a fruits[fruits.length] = ....

Métodos que trabajan con el principio del array:

Extrae el primer elemento del array y lo devuelve:

Agrega el elemento al principio del array:

Los métodos push y unshift pueden agregar múltiples elementos de una vez:

Interiores

Un array es una clase especial de objeto. Los corchetes usados para acceder a una propiedad arr[0] vienen de la sintaxis de objeto. Son esencialmente lo mismo que obj[key], donde arr es el objeto mientras los números son usados como claves.

Ellos extienden los objetos proveyendo métodos especiales para trabajar con colecciones ordenadas de datos y también la propiedad length. Pero en el corazón es aún un objeto.

Recuerde, solo hay ocho tipos de datos básicos en JavaScript (consulte el capítulo Tipos de datos para obtener más información). Array es un objeto y, por tanto, se comporta como un objeto.

Por ejemplo, es copiado por referencia:

…Pero lo que hace a los array realmente especiales es su representación interna. El motor trata de almacenarlos en áreas de memoria contigua, uno tras otro, justo como muestra la ilustración en este capítulo. Hay otras optimizaciones también para hacer que los arrays trabajen verdaderamente rápido.

Pero todo esto se puede malograr si dejamos de trabajarlos como arrays de colecciones ordenadas y comenzamos a usarlos como si fueran objetos comunes.

Por ejemplo, técnicamente podemos hacer esto:

Esto es posible porque los arrays son objetos en su base. Podemos agregar cualquier propiedad en ellos.

Pero el motor verá que estamos tratándolo como un objeto común. Las optimizaciones específicas no son aptas para tales casos y serán desechadas, y sus beneficios desaparecerán.

Las formas de malograr un array:

• Agregar una propiedad no numérica como arr.test = 5.
• Generar agujeros como: agregar arr[0] y luego arr[1000] (y nada entre ellos).
• Llenar el array en orden inverso, como arr[1000], arr[999] y así.

Piensa en los arrays como estructuras especiales para trabajar con datos ordenados. Ellos proveen métodos especiales para ello. Los arrays están cuidadosamente afinados dentro de los motores JavaScript para funcionar con datos ordenados contiguos, por favor úsalos de esa manera. Y si necesitas claves arbitrarias, hay altas chances de que en realidad necesites objetos comunes {}.

Performance

Los métodos push/pop son rápidos, mientras que shift/unshift son lentos.

¿Por qué es más rápido trabajar con el final del array que con el principio? Veamos qué pasa durante la ejecución:

No es suficiente tomar y eliminar el elemento con el índice 0. Los demás elementos necesitan ser renumerados también.

La operación shift debe hacer 3 cosas:

1. Remover el elemento con índice 0.
2. Mover todos lo elementos hacia la izquierda y renumerarlos: desde el índice 1 a 0, de 2 a 1 y así sucesivamente.
3. Actualizar la longitud: la propiedad length.

Cuanto más elementos haya en el array, más tiempo tomará moverlos, más operaciones en memoria.

Algo similar ocurre con unshift: para agregar un elemento al principio del array, necesitamos primero mover todos los elementos hacia la derecha, incrementando sus índices.

¿Y qué pasa con push/pop? Ellos no necesitan mover nada. Para extraer un elemento del final, el método pop limpia el índice y acorta length.

Las acciones para la operación pop:

El método pop no necesita mover nada, porque los demás elementos mantienen sus índices. Es por ello que es muy rápido.

Algo similar ocurre con el método push.

Bucles

Una de las formas más viejas de iterar los items de un array es el bucle for sobre sus índices:

Pero para los arrays también hay otra forma de bucle,for..of:

for..of no da acceso al número del elemento en curso, solamente a su valor, pero en la mayoría de los casos eso es suficiente. Y es más corto.

Técnicamente, y porque los arrays son objetos, es también posible usar for..in:

Pero es una mala idea. Existen problemas potenciales con esto:

1. El bucle for..in itera sobre todas las propiedades, no solo las numéricas.

   Existen objetos “simil-array” en el navegador y otros ambientes que parecen arrays. Esto es, tienen length y propiedades indexadas, pero pueden también tener propiedades no numéricas y métodos que usualmente no necesitemos. Y el bucle for..in los listará. Entonces si necesitamos trabajar con objetos simil-array, estas propiedades “extras” pueden volverse un problema.

2. El bucle for..in está optimizado para objetos genéricos, no para arrays, y es de 10 a 100 veces más lento. Por supuesto es aún muy rápido. Una optimización puede que solo sea importante en cuellos de botella, pero necesitamos ser concientes de la diferencia.

En general, no deberíamos usar for..in en arrays.

Acerca de “length”

La propiedad length automáticamente se actualiza cuando se modifica el array. Para ser precisos, no es la cuenta de valores del array sino el mayor índice más uno.

Por ejemplo, un elemento simple con un índice grande da una longitud grande:

Nota que usualmente no usamos arrays de este modo.

Otra cosa interesante acerca de la propiedad length es que se puede sobrescribir.

Si la incrementamos manualmente, nada interesante ocurre. Pero si la decrementamos, el array se trunca. El proceso es irreversible, aquí el ejemplo:

Entonces la forma más simple de limpiar un array es: arr.length = 0;.

new Array()

Hay una sintaxis más para crear un array:

Es raramente usada porque con corchetes [] es más corto. También hay una característica peculiar con ella.

Si new Array es llamado con un único argumento numérico, se crea un array sin items, pero con la longitud “length” dada.

Veamos cómo uno puede dispararse en el pie:

Para evitar sorpresas solemos usar corchetes, salvo que sepamos lo que estamos haciendo.

Arrays multidimensionales

Los arrays pueden tener items que a su vez sean arrays. Podemos usarlos como arrays multidimensionales, por ejemplo para almacenar matrices:

toString

Los arrays tienen su propia implementación del método toString que devuelve un lista de elementos separados por coma.

Por ejemplo:

Probemos esto también:

Los arrays no tienen Symbol.toPrimitive ni un valueOf viable, ellos implementan la conversión toString solamente, así [] se vuelve una cadena vacía, [1] se vuelve "1" y [1,2] se vuelve "1,2".

Cuando el operador binario más "+" suma algo a una cadena, lo convierte a cadena también, entonces lo siguiente se ve así:

No compares arrays con ==

Las arrays en JavaScript, a diferencia de otros lenguajes de programación, no deben ser comparadas con el operador ==.

Este operador no tiene un tratamiento especial para arrays, trabaja con ellas como con cualquier objeto.

Recordemos las reglas:

• Dos objetos son iguales == solo si hacen referencia al mismo objeto.
• Si uno de los argumentos de == es un objeto y el otro es un primitivo, entonces el objeto se convierte en primitivo, como se explica en el capítulo Conversión de objeto a valor primitivo.
• …Con la excepción de null y undefined que son iguales == entre sí y nada más.

La comparación estricta === es aún más simple, ya que no convierte tipos.

Entonces, si comparamos arrays con ==, nunca son iguales, a no ser que comparemos dos variables que hacen referencia exactamente a la misma array.

Por ejemplo:

Estas arrays son técnicamente objetos diferentes. Así que no son iguales. El operador == no hace comparaciones de elemento a elemento.

Comparaciones con primitivos también pueden dar resultados aparentemente extraños:

Aquí, en ambos casos, comparamos un primitivo con un objeto array. Entonces la array [] se convierte a primitivo para el propósito de comparar y se convierte en una string vacía ''.

Luego el proceso de comparación continúa con los primitivos, como se describe en el capítulo Conversiones de Tipos:

Entonces, ¿cómo comparamos arrays?

Simple: no utilices el operador ==. En lugar, compáralas elemento a elemento en un bucle o utilizando métodos de iteración explicados en el siguiente capítulo.

Resumen

Los arrays son una clase especial de objeto, adecuados para almacenar y manejar items de datos ordenados.

La declaración:

El llamado a new Array(number) crea un array con la longitud dada, pero sin elementos.

• La propiedad length es la longitud del array o, para ser preciso, el último índice numérico más uno. Se autoajusta al usar los métodos de array.
• Si acortamos length manualmente, el array se trunca.

Obtener los elementos:

• Podemos obtener un elemento por su índice, como arr[0]
• También podemos usar el método at(i), que permite índices negativos. Para valores negativos de i, cuenta hacia atrás desde el final del array. Cuando i >= 0, funciona igual que arr[i].

Podemos usar un array como una pila “deque” o “bicola” con las siguientes operaciones:

• push(...items) agrega items al final.
• pop() remueve el elemento del final y lo devuelve.
• shift() remueve el elemento del principio y lo devuelve.
• unshift(...items) agrega items al principio.

Para iterar sobre los elementos de un array:

• for (let i=0; i<arr.length; i++) – lo más rápido, compatible con viejos navegadores.
• for (let item of arr) – la sintaxis moderna para items solamente.
• for (let i in arr) – nunca lo uses.

Para comparar arrays, no uses el operador == (como tampoco >, < y otros), ya que no tienen un tratamiento especial para arrays. Lo manejan como cualquier objeto y no es lo que normalmente queremos.

En su lugar puedes utilizar el bucle for..of para comparar arrays elemento a elemento.

Volveremos a los arrays y estudiaremos más métodos para agregar, quitar, extraer elementos y ordenar arrays en el capítulo Métodos de arrays.