JavaScript：利用 reduce 实现扁平数组到多层嵌套对象的转换

本教程详细阐述了如何将一个包含父子关系信息的扁平对象数组，高效地转换为一个具有多层嵌套结构的单一javascript对象。文章通过分析输入数据特性和期望输出结构，展示了利用 array.prototype.reduce() 结合空值合并赋值运算符 (??=) 的强大功能，逐步构建复杂层级关系，并提供了完整的代码示例及深入解析，旨在帮助开发者掌握处理此类数据转换的专业技巧。

在现代Web开发中，我们经常需要处理各种形式的数据。其中一种常见场景是将扁平化的数据结构转换为具有层级关系的嵌套对象。这种转换对于构建树形视图、处理配置信息或组织复杂数据模型至关重要。本文将深入探讨如何利用 JavaScript 的 Array.prototype.reduce() 方法，结合现代语言特性，高效地实现从扁平数组到多层嵌套对象的转换。

问题概述与挑战

我们面临的问题是将一个数组中的对象，根据其 parent 属性，组装成一个具有任意深度嵌套的单一对象。

输入数据结构示例： 输入是一个对象数组，每个对象包含以下字段：

• rank: 表示当前节点的层级深度（0为根节点，1为第一级子节点，以此类推）。
• key: 当前节点在最终对象中对应的键名。
• value: 当前节点的值。如果该节点是一个中间层级（即它还有子节点），其 value 通常为空字符串 ""。
• parent: 当前节点的父节点的 key。如果为空字符串 ""，则表示这是一个顶级节点。

const data = [
    { "rank": 0, "key": "REPORTING PERIOD", "value": "2022", "parent": "" },
    { "rank": 0, "key": "SIGNATURE DATE", "value": "20211005", "parent": "" },
    { "rank": 0, "key": "HOUSE", "value": "", "parent": "" },
    { "rank": 1, "key": "OWNER DATA", "value": "", "parent": "HOUSE" },
    { "rank": 2, "key": "FIRST NAME", "value": "Joe", "parent": "OWNER DATA" },
    { "rank": 2, "key": "LAST NAME", "value": "Smith", "parent": "OWNER DATA" },
    // ... 更多数据，包括多层嵌套
];

期望输出结构示例： 最终目标是一个单一的 JavaScript 对象，其结构如下所示，能够正确反映出 parent 字段定义的层级关系：

{
  "REPORTING PERIOD": "2022",
  "SIGNATURE DATE": "20211005",
  "HOUSE": {
    "OWNER DATA": {
      "FIRST NAME": "Joe",
      "LAST NAME": "Smith"
    },
    // ... 更多 HOUSE 下的嵌套
  },
  "AGENT": {
    // ... AGENT 下的嵌套
  }
}

面临的挑战： 最主要的挑战在于如何动态处理不确定深度的嵌套。一个简单的循环遍历可能难以在一次迭代中正确地定位并创建所有父子节点，尤其是当父节点在数组中出现的位置晚于其子节点时。传统的递归方法虽然可行，但可能不如迭代方式在某些场景下高效或简洁。

核心解决方案：Array.prototype.reduce()

Array.prototype.reduce() 方法是一个强大的工具，它对数组中的每个元素执行一个提供的 reducer 函数（由您提供），将其结果汇总为单个返回值。在本场景中，我们可以利用 reduce() 的累加器（accumulator）来同时充当最终构建的树结构和查找父节点的映射表。

解决方案思路：

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1. 累加器作为映射表： reduce 的累加器 a 不仅会存储最终的嵌套对象，还会存储所有已处理的节点，以便能够通过它们的 key 快速访问。
2. 空值合并赋值运算符 (??=): 这是 ES2021 引入的一个非常有用的运算符。obj.prop ??= value 等同于 if (obj.prop === null || obj.prop === undefined) { obj.prop = value; }。它允许我们简洁地在父节点不存在时创建它，而不会覆盖已存在的父节点。
3. 条件赋值： 根据 value 字段是否为空字符串来判断当前节点是一个叶子节点（有具体值）还是一个中间层级节点（需要创建子对象）。

实现步骤与代码解析

下面是实现此转换的完整代码示例，以及对其关键部分的详细解析。

完整代码示例：

const data = [
    {"rank":0,"key":"REPORTING PERIOD","value":"2022","parent":""},
    {"rank":0,"key":"SIGNATURE DATE","value":"20211005","parent":""},
    {"rank":0,"key":"HOUSE","value":"","parent":""},
    {"rank":1,"key":"OWNER DATA","value":"","parent":"HOUSE"},
    {"rank":2,"key":"FIRST NAME","value":"Joe","parent":"OWNER DATA"},
    {"rank":2,"key":"LAST NAME","value":"Smith","parent":"OWNER DATA"},
    {"rank":1,"key":"VALUE HISTORY","value":"","parent":"HOUSE"},
    {"rank":2,"key":"INITAL PRICE","value":"12345","parent":"VALUE HISTORY"},
    {"rank":2,"key":"LAST SALE PRICE","value":"1231236","parent":"VALUE HISTORY"},
    {"rank":1,"key":"ADDRESS","value":"","parent":"HOUSE"},
    {"rank":2,"key":"STREET 1","value":"5 MAIN TERRACE","parent":"ADDRESS"},
    {"rank":2,"key":"CITY","value":"LONDON","parent":"ADDRESS"},
    {"rank":0,"key":"AGENT","value":"","parent":""},
    {"rank":1,"key":"COMPANY DATA","value":"","parent":"AGENT"},
    {"rank":2,"key":"COMPANY NAME","value":"The Real Agent, Inc","parent":"COMPANY DATA"},
    {"rank":2,"key":"BUSINESS NUMBER","value":"0021690080","parent":"COMPANY DATA"},
    {"rank":1,"key":"BUSINESS ADDRESS","value":"","parent":"AGENT"},
    {"rank":2,"key":"STREET 1","value":"800 MENLO STREET, SUITE 100","parent":"BUSINESS ADDRESS"},
    {"rank":2,"key":"CITY","value":"MENLO PARK","parent":"BUSINESS ADDRESS"},
    {"rank":2,"key":"ZIP","value":"94025","parent":"BUSINESS ADDRESS"}
];

const tree = data.reduce((accumulator, { parent, key, value }) => {
  // 1. 确保父节点存在：如果 accumulator[parent] 不存在，则将其初始化为一个空对象。
  //    然后，我们访问这个父对象。
  const parentNode = (accumulator[parent] ??= {});

  // 2. 根据 value 判断当前节点是叶子节点还是中间节点。
  //    如果 value 为空字符串，说明它是一个中间节点，需要为其创建一个空对象作为其值。
  //    如果 value 不为空，说明它是一个叶子节点，直接使用其 value。
  //    (accumulator[key] ??= {}) 确保了即使当前 key 以后会成为某个节点的父节点，
  //    它也能被正确初始化为一个对象，而不是被覆盖为字符串值。
  parentNode[key] = value === '' ? (accumulator[key] ??= {}) : value;

  return accumulator; // 返回更新后的累加器
}, {})['']; // 初始累加器为空对象，最终通过 [''] 访问根节点

console.log(JSON.stringify(tree, null, 2));

代码解析：

1. data.reduce((accumulator, { parent, key, value }) => { ... }, {})

   

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   • reduce 方法遍历 data 数组中的每一个元素。
   • accumulator (a) 是累加器，它从初始值 {} 开始，并在每次迭代中被更新。它不仅是最终的树结构，也是一个临时的查找表，用于快速访问已处理的节点。
   • { parent, key, value } 是通过对象解构从当前数组元素中提取的属性，使代码更简洁。
   • {} 是 reduce 方法的第二个参数，表示累加器的初始值。

2. const parentNode = (accumulator[parent] ??= {});

   • 这是核心逻辑之一。它首先尝试访问 accumulator[parent]。
   • 如果 accumulator[parent] 是 null 或 undefined（即这个 parent 节点还没有被创建），??= 运算符会将其初始化为一个空对象 {}。
   • 无论 accumulator[parent] 是新创建的还是已经存在的，这个表达式都会返回 accumulator[parent] 的引用，并将其赋值给 parentNode。
   • 这一步确保了无论父节点在数组中出现的位置如何（可能在其子节点之后），它都会在需要时被创建。

3. parentNode[key] = value === '' ? (accumulator[key] ??= {}) : value;

   • 这一行负责将当前 key 和 value 放置到正确的父节点下。
   • parentNode[key]：表示在父节点对象中设置一个以 key 为键的属性。
   • value === '' ? (accumulator[key] ??= {}) : value;：这是一个三元运算符，用于根据 value 的内容进行条件赋值。
     • 如果 value 为空字符串 ''：这表明当前 key 对应的是一个中间层级节点（例如 "HOUSE" 或 "OWNER DATA"），它本身不直接存储值，而是作为其他子节点的容器。在这种情况下，我们将其值设置为 (accumulator[key] ??= {})。这会确保 accumulator 中以 key 为键的属性被初始化为一个空对象（如果它还不存在），或者引用已存在的对象。这样做是为了在 key 稍后作为其他节点的 parent 时，能够正确地引用到这个对象。
     • 如果 value 不为空字符串：这表明当前 key 是一个叶子节点（例如 "FIRST NAME"），它直接存储一个具体的值。此时，我们直接将 value 赋给 parentNode[key]。

4. return accumulator;

   • 每次迭代结束时，返回更新后的 accumulator，供下一次迭代使用。

5. ['']

   • reduce 方法最终返回的是整个 accumulator 对象，其中包含了所有层级的节点，包括一个以空字符串 '' 为键的属性，它存储了所有顶级节点（即 parent 为空字符串的节点）。
   • 因此，通过 [''] 访问 accumulator 的 '' 属性，我们就能得到最终的、完整的嵌套对象结构。

示例数据与输出

使用上述代码和提供的 data 数组，最终 tree 变量将包含以下结构：

{
  "REPORTING PERIOD": "2022",
  "SIGNATURE DATE": "20211005",
  "HOUSE": {
    "OWNER DATA": {
      "FIRST NAME": "Joe",
      "LAST NAME": "Smith"
    },
    "VALUE HISTORY": {
      "INITAL PRICE": "12345",
      "LAST SALE PRICE": "1231236"
    },
    "ADDRESS": {
      "STREET 1": "5 MAIN TERRACE",
      "CITY": "LONDON"
    }
  },
  "AGENT": {
    "COMPANY DATA": {
      "COMPANY NAME": "The Real Agent, Inc",
      "BUSINESS NUMBER": "0021690080"
    },
    "BUSINESS ADDRESS": {
      "STREET 1": "800 MENLO STREET, SUITE 100",
      "CITY": "MENLO PARK",
      "ZIP": "94025"
    }
  }
}

注意事项

1. parent 字段的准确性： 确保输入数据中 parent 字段的值与某个节点的 key 字段精确匹配。任何拼写错误或不一致都可能导致节点无法正确归属。
2. 根节点的处理： 我们的解决方案依赖于 parent 为空字符串 "" 的节点作为顶级节点，并通过 accumulator[''] 来收集它们。请确保您的输入数据遵循这一约定。
3. 中间节点 value 为空字符串： 代码逻辑中，value === '' 被用作判断一个节点是容器（需要创建子对象）还是叶子节点（直接赋值）。如果您的数据中中间节点可能包含非空值，则需要调整此判断逻辑。
4. ??= 运算符兼容性： 空值合并赋值运算符 (??=) 是 ES2021 (ECMAScript 2021) 标准的一部分。请确保您的运行环境（如 Node.js 版本或浏览器）支持此特性。对于旧环境，您可能需要使用传统的 if 语句或逻辑或运算符 || 来实现类似的功能，例如 accumulator[parent] = accumulator[parent] || {};。
5. 数据顺序： 虽然 ??= 运算符使得父节点即使在其子节点之后出现也能被正确处理，但为了代码的逻辑清晰和调试方便，通常建议在输入数组中，父节点出现在其子节点之前。

总结

通过巧妙地运用 Array.prototype.reduce() 方法，并结合 JavaScript 中的空值合并赋值运算符 (??=) 和条件赋值，我们可以高效且优雅地将扁平化的对象数组转换为任意深度的嵌套对象。这种模式在处理各种层级数据转换场景中都非常实用，例如构建文件系统结构、菜单导航或复杂的配置对象。掌握这种数据转换技巧，将极大地提升您在处理复杂数据结构时的编程能力。

以上就是JavaScript：利用 reduce 实现扁平数组到多层嵌套对象的转换的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！