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[Java教程]第二章:javascript: 数组


数组是编程世界里最常见的数据结构。任何一种编程语言都包含数组,只是形式稍微有差异。数组是编程语言中的内建类型,通常效率都很高。可以满足不同需求的数据存储,本章将探索javascript中的数组工作原理,以及它们的使用场合。

一:javascript中对数组的定义

数组的标准定义是:一个存储元素的线性集合(collection),元素可以通过索引来任意存储,索引通常是数字,用于计算元素之间存储位置的偏移量。几乎所有的编程语言都有类似的数据结构。然而javascript确略有不同。

javascript中数组是一种特殊的对象,用来表示偏移量的索引是该对象的属性,索引可能是整数。然而这些数字索引在内部被转换为字符串类型,这是因为javascript对象中的属性名必须是字符串。数组在javascript又是一种特殊的对象,所以效率上不如其他语言中的高。

javascript中的数组,严格的来说应该称作为对象,是特殊的javascript对象,在内部被归类为数组。由于Array在javascript中被当做对象,因此它有很多属性和方法在编程中使用。

二:使用数组

javascript中的数组非常灵活。但是创建数组和存取元素的方法就有好多种。也可以通过关不同的方式对数组进行进行查找和排序。javascript1.5还提供了一些函数,让程序员再处理数组时可以使用函数式编程技巧。

1.创建数组

最简单的方式就是通过[]操作符声明一个数组变量。

  var numbers = [];

使用这样的方式创建数组,将得到一个长度为0的空数组。也可以通过内建的length来证明这一点。

  console.log(numbers.length); //0

另外一种方式是在声明数组时,直接在[]操作符内放入一组元素。

  var numbers = [1,2,3,4,5]  console.log(numbers.length); //5

也可以通过调用Array的构造函数进行创建数组

  var numbers = new Array();  console.log(numbers.length);//0

同样可以为构造函数传入一组元素作为数组的初始值

  var numbers = new Array(1,2,3,4,5)  console.log(numbers.length)

最后,在调用构造函数时,可以只传入一个参数,来指定数组的长度。

  var numbers = new Array(10);  console.log(numbers.length);//10  console.log(numbers);//[]

 在脚本语言中很常见的一个特性是,数组中的元素不必是同一种数据类型,这一点和其它编程语言不同,如下所示:

  var objects = [1,"joe",true,null];

可以调用Array.isArray()来判断一个对象是否数组。如下所示范

  var numbers = 3;  var arr = [7,4,123];  console.log(Array.isArray(numbers));//false  console.log(Array.isArray(arr)) //true

本节我们讨论的数组的创建,那种方式最好,大多数javascript专家推荐使用[],和Array的构造函数相比,这种方式被认为效率更高。

2.读写数组

在一条赋值语句中,可以使用[]操作符将数据赋值给数组。比如以下循环,将1-100的数字赋予给一个数组。

  var num = [];  for (var i = 0; i < 100; ++i) {    num[i] = i+1      };  console.log(num)

还可以使用[]操作符读取数组中的元素,如下所示:

  var numbers = [1,2,3,4,5]  var sum = numbers[0]+ numbers[1] + numbers[2] + numbers[3] + numbers[4];  console.log(sum) //15

要依次取得数组中的所有元素,使用for循环更加简单。

  var numbers = [1,2,3,5,8,13,21];  var sum = 0;  for (var i = 0; i < numbers.length; i++) {    sum += numbers[i]  }  console.log(sum);//53

 3.由字符串生成数组

调用字符串对象split()方法也可以生成数组。该方法通过一些常见的分割符,比如分割单词的空格,将一个字符串分为几部分,并将每个部分作为一个元素保存在一个新建的数组中。

下面的一段代码演示了split()的使用方法。

  var sent = "the quik brown fox jumped over zhe lazy dog";  var word = sent.split(" ")  console.log(word) ;//["the", "quik", "brown", "fox", "jumped", "over", "zhe", "lazy", "dog"]  for (var i = 0; i < word.length; ++i){    word[i]    console.log("word " + i + ":" + word[i])  }

4.对数组的整体性操作

有几个操作作为一个整体进行的。首先,可以将一个数组赋值给另外一个数组:

  var nums = [];  for (var i = 0; i < 10 ; ++i){    nums[i] = i + 1;  }  var sam = nums;  console.log(sam)

但是,当把一个数组赋值给另外一个数组时,只是为被赋值的数组增加了一个新的引用。当你通过原引用修改了数组的值,另外一个引用也会感知到这个变化。下面的代码展示了这个情况。

 

  var nums = [];  for (var i = 0; i < 100; +i){    nums[i] = i + 1;  }  var sament = nums;  nums[0] = 400;  console.log(sament[0])//400

这种复制被称为浅复制,新数组任然会指向原来的数组,一个更好的方案是深复制,将原数组的每一个元素都复制到新数组中,可以写一个方法来复制函数来做这件事情

  function arr_copy(arr1, arr2){    for (var i = 0; i < arr1.length; i++){      arr2[i] = arr1[i]    }  }  var nums = [];  for (i = 0; i < 100; i++) {    nums[i] = i + 1;  }  var sament = [];  arr_copy(nums,sament);  nums[0] = 400;  console.log(sament[0])//1


三:存取函数

javascript提供了一组用来访问数组元素的函数,叫存取函数,这些函数返回目标数组的某种变体。

1.查找元素

indexof()函数是最常用的存取函数之一,用来查找传进来的参数在目标数组中是否存在。如果目标函数中存在该参数,就返回该元素在数组中索引。如果不包含,就返回-1.indexof()对大小写敏感

如果数组中包含多个相同的元素,则indexof()则返回第一个与参数相同的元素索引。有另外一个功能类似的函数,lastIndexOf().该函数返回相同元素的最后一个元素的索引,如果没有找到相同元素,则返回-1.如下.indexof()对大小写敏感

var str="Hello world!"console.log(str.indexOf("Hello"))console.log(str.indexOf("World"))console.log(str.indexOf("world"))

如果数组中包含多个相同的元素,则indexof()则返回第一个与参数相同的元素索引。有另外一个功能类似的函数,lastIndexOf().该函数返回相同元素的最后一个元素的索引,如果没有找到相同元素,则返回-1.如下

var names = ["David", "Mike", "Cynthia", "Mike", "Jennifer"];var name = "Mike";var firstPos = names.indexOf(name);console.log(firstPos)//1var lastPos = names.lastIndexOf(name)console.log(lastPos)//3

2.数组的字符串表示

有两个方法可以将数组转化为字符串:join()和toString(),这两个方法都返回一个包含数组所有元素的字符串,各元素之间用逗号隔开,下面是一些例子

  var names = ["David", "Mike", "Cynthia", "Mike", "Jennifer"];  var namestr = names.join();  namestr.toString();  console.log(namestr);//David,Mike,Cynthia,Mike,Jennifer

 

3.由已有数组创建新数组

concat()和splice()方法允许通过已经有的数组创建新数组。concat方法可以合并多个数组创建一个新数组,splice()方法截取一个数组的子集创建一个新数组

我们先来看看,concat方法的工作原理。该方法发起者是一个数组,参数是另一个数组。作为参数的数组,其中所有的元素都被连接到调用concat()方法的数组后面,下面展示了concat()方法的工作原理

var cisDept = ["Mike", "Clayton", "Terrill", "Danny", "Jennifer"];var dmpDept = ["Ramondy", "Cynthia", "Bryan"];var itDiv = cisDept.concat(dmpDept);console.log(itDiv) //["Mike", "Clayton", "Terrill", "Danny", "Jennifer", "Ramondy", "Cynthia", "Bryan"]itDiv = dmpDept.concat(cisDept)console.log(itDiv) ;//["Ramondy", "Cynthia", "Bryan", "Mike", "Clayton", "Terrill", "Danny", "Jennifer"]

输出为

Mike,Clayton,Terrill,Danny,Jennifer,Ramondy,Cynthia,Bryan

Ramondy,Cynthia,Bryan,Mike,Clayton,Terrill,Danny,Jennifer

splice()方法从现有数组里截取一个新数组。该方法的第一个参数是是截取的起始索引,第二个参数是截取的长度。下面的程序展示了splice()方法工作原理:

var itDiv = ["Mike", "Clayton", "Terrill", "Danny", "Jennifer", "Cynthia", "Bryan"];var dmpDept = itDiv.splice(3,3) //["Danny", "Jennifer", "Cynthia"]var cisDept = itDiv; //["Mike", "Clayton", "Terrill", "Bryan"]

splice()方法还有其它的用法,比如为一个数组增加或移除元素,具体请参考:
https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Array/splice

4.可变函数
javascript中有一组可变函数,使用它们,可以不必引用数组中某个元素,就能改变数组内容。这些函数通常化简繁。让困难的事情变得容易。

为数组添加元素

有两个方法 可以为数组添加元素,push()和unshift()。push()方法会将一个元素添加到数组末尾。

  var nums = [1,2,3,4,5];  nums.push(6)  console.log(nums);//[1, 2, 3, 4, 5, 6]

也可用使用数组的length属性为数组添加元素,但push()看起来更直观。

  var nums = [1,2,3,4,5];  nums[nums.length] = 6;  console.log(nums)

和在数组的末尾添加元素比起来,在数组的开头添加元素更难,如果不利于数组提供的可变函数,则新的元素添加进来后,需要把后面的每个元素都相应的向后移一个位置。下面的代码展示了这个过程。

  var nums = [111,2,3,4,5,22,2]  var newnum = 1;  var _n = nums.length;  for (var i = _n; i >= 0; --i){    nums[i] = nums[i-1]  }  nums[0] = newnum;  console.log(nums) //[1, 111, 2, 3, 4, 5, 22, 2]


不过随着数组中储存的元素越来越多,上述代码会变得原来越低效。

unshift()方法可以将元素添加在数组的开头,下面代码展示改方法的用法。

  var nums = [2,3,4,5,6]  var newnum = 1;  nums.unshift(newnum);    var nums2 = [3,4,5];  nums2.unshift(newnum,1,2)  console.log(nums2) ;//[1, 1, 2, 3, 4, 5]


其中第二次出现的unshift(),展示了可以一次调用,为数组添加多个元素。

2. 从数组中删除元素

使用pop()方法可以删除数组末尾元素:

  var nums = [1,2,3,4,5,9]  nums.pop()  console.log(nums)

 如果没有可变函数,从数组中删除第一个元素需要将后续元素各自向前移动一个位置

  var nums = [9,1,2,3,4,5,6];  for (var i = 0; i < nums.length; ++i) {    nums[i] = nums[i+1]  }

除了要将后续的元素向前移动一位,还多出了一个元素。

 

shift()方法可以删除数组中的第一个元素,下面代码展示其用法。

  var nums = [11,1,2,3,4,5,6,7];  nums.shift();  console.log(nums)

这组数组末尾那个多余的逗号消失了。pop()和shift()方法都将删掉的元素作为方法返回值返回,因此,可以使用一个变量来保存删除的元素。

  var nums = [7,1,2,3,4,5,6];  var _d = nums.shift();  nums.push(_d)  console.log(nums)//[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

3.从数组的中间位置添加和删除元素

删除数组的第一个元素和在数组开头添加一个元素存在同样的问题 ,两种操作都需要将数组中的剩余元素向前或向后移,然而splice()方法可以帮助我们执行其中的任何一种操作。

使用splice()方法为数组添加元素,需要提供以下参数

  1. 起始索引
  2. 需要添加元素的个数(添加元素时该参数为0)
  3. 想要添加进数组的元素
  var nums = [1,2,3,7,8,9]  var newElement = [4,5,6]  nums.splice(3,0,newElement)

要插入的数组不必组织成一个数组,可以是任意元素序列

  var nums = [1,2,3,7,8,9]  nums.splice(3,0,11,22,3,4,5)  console.log(nums);//[1, 2, 3, 11, 22, 3, 4, 5, 7, 8, 9]


下面是splice()方法从数组中删除元素的例子

  var nums = [1, 2, 3, 11, 22, 3, 4, 5, 7, 8, 9]  nums.splice(3,3)  console.log(nums);//[1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9]

4.为数组排序。

剩下的两个方法是为数组排序。第一个方法是reverse(),该方法将数组数组中的元素进行反翻转。下面的例子展示了此用法。

  var nums = [1,2,3,4,5,6]  nums.reverse();  console.log(nums);//[6, 5, 4, 3, 2, 1]

对数组的排序是经常要遇到的要求,如果元素是字符串类型,那么数组的可变方法sort()就变得非常好使。

  var names = ["David", "Mike", "Cynthia", "Mike", "Jennifer"];  names.sort();  console.log(names);//["Cynthia", "David", "Jennifer", "Mike", "Mike"]

但是,如果数组元素是数字类型,那么sort()方法的排序就不那么让人满意了。

  var nums = [3,1,2,100,4,200]  nums.sort()  console.log(nums);//[1, 100, 2, 200, 3, 4]

sort()方法是按照字典排序时对元素进行排序的,因此,它将定元素都是字符串类型,在上一个例子中,即使元素是数字类型,也是会被认为为字符串类型。为了让sort()方法也能排序数字类型的元素,可以在调用方法时传入一个比较大小的函数。排序时,sort()方法将会比较两个数组元素的大小。

对于数字类型,该函数可以是一个简单的相减操作,从一个数字减去另外一个数字。搞清楚这些后我们将如下操作:

  function compare(num1, num2){    return num1 - num2;  }  var nums = [3,1,2,100,4,200]  nums.sort(compare);  console.log(nums);//[1, 2, 3, 4, 100, 200]

 5.迭代器方法

最后是迭代器方法,这些方法对数组中的每一个元素应用一个函数,可以返回一个值,一组值或一个新数组。


1.不生成新数组的迭代器方法。
我们讨论的第一组迭代器不产生任何新数组,相反,它们要么对于数组中的每个元素执行某种操作,要么返回一个值。

这组中第一个方法是forEach(),该方法接受一个函数作为参数,对数组中的每个元素使用该函数。

  function square(num){    console.log(num,num * num);  }  var nums = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]  nums.forEach(square);

另外一个迭代器方法是every(),该方法接受一个返回值为布尔类型的函数,对数组中的每个元素使用该函数。如果对于所有的元素,该函数均返回true,则该方法返回true,下面是一个例子:

  function isEven(num){    return num % 2 == 0;  }  var nums = [2,4,6,8,10];  var even = nums.every(isEven);  if (even) {    console.log("全是偶数")  } else {    console.log("不全是偶数")  }

some()方法也接受一个返回值为布尔类型的函数,只要一个元素使得该函数返回true,该方法就返回true.

  function isEven(num){    return num % 2 == 0;  }  var nums = [1,2,4,5,6,7,8,9,10]  var someEven = nums.some(isEven);  console.log(someEven)

reduce()方法接受一个函数,返回一个值。该方法会从一个累加值开始,不断对累加值和数组中的后续元素调用该函数,直到数组中的最后一个元素,最后返回得到的累加值。下面这个例子展示了如何使用reduce()

  function add(num1, num2){    return num1 + num2;  }  var nums = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10];  var sum = nums.reduce(add);  console.log(sum);//55


reduce()方法和add()函数一起,从左至右,依次对数组中的元素求和,其执行过程如下:

add(1,2) -> 3add(3,3) -> 6add(6,4) -> 10add(10,5) -> 15add(15,6) -> 21add(21,7) -> 28add(28,8) -> 36add(36,9) -> 45add(45,10) -> 55

reduce()方法也可以用来将数组中的元素连成一个长的字符串。

  function concat(accString, item){    return accString + item;  }  var words = ['the ', 'quick ', 'brown ', 'fox '];  var sentence = words.reduce(concat)  console.log(sentence) ;//the quick brown fox 

javascript还提供了reduceRight()方法,和reduce()不同,它是从右至左执行。下面的程序使用reduceRight()方法将数组中的元素进行翻转。

  function concat(accString, item){    return accString + item;  }  var words = ['the ', 'quick ', 'brown ', 'fox '];  var sentence = words.reduceRight(concat)  console.log(sentence) ;//fox brown quick the 

2.生成新数组的迭代器方法

有两个迭代器方法可以产生新数组:map()和filter()。map()和forEach()有点儿像。对数组中的每个元素使用某个函数。两者的区别是map()返回一个新的数组,该数组的元素是对原有元素应用某个函数得到的结果。下面给出一个例子:

  function curve(grade){    return grade += 5;  }  var grades = [1,3,5,8,10];  var newgrades = grades.map(curve);  console.log(newgrades)

下面是对一个字符串数组使用map()方法的例子:

  function first(word){    return word[0]  }  var words = ['for', 'your', 'information'];  var acronym = words.map(first);  console.log(acronym.join(""));//fyi

filter()和every()类似,传入一个返回值为布尔类型的函数。和every()方法不同的是,当对数组中所有的元素应用该函数,当结果为true时,该方法不返回true,而是返回一个新数组。该组包含该函数结果为true的元素。下面是一个例子。

  function isEven(num){    return num % 2 == 0;  }  function isOdd(num){    return num % 2 != 0;  }  var nums = [];  for (var i = 0; i < 20; ++i){    nums[i] = i + 1;  }  console.log(nums)  var events = nums.filter(isEven)  console.log(events);//[2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20]  var odds = nums.filter(isOdd);  console.log(odds);//[1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19]

下面是使用filter()方法的有趣案例

  function passing(num){    return num >= 60;  }  var grades = [];  for (var i = 0; i < 20; ++i){    grades[i] = Math.floor(Math.random()*101);  }  console.log(grades);//[4, 56, 87, 62, 24, 54, 80, 7, 95, 98, 40, 43, 56, 79, 84, 52, 87, 23, 43, 18]  var passGardes = grades.filter(passing);  console.log(passGardes);//[87, 62, 80, 95, 98, 79, 84, 87]随机

当然,还可以使用filter()过滤字符串数组,下面的这个例子展示了那些不包含"cie"的单词:

  function after(str) {    if (str.indexOf("cie") > -1) {      return true    }    return false;  }  var words = ["recieve", "deceive" , "percieve", "deceit", "concieven"];  var nocie = words.filter(after);  console.log(nocie);//["recieve", "percieve", "concieven"]

六,二维和多维数组

javascript只支持一维数组,但是通过在数组里保存数组元素的方式,可以轻松创建多维数组。本节将讨论如何在javascript中创建二维数组。

1.创建二维数组

二维数组类似一种由行和列构成的数据表格。在javascript创建二维数组,需要创建一个数组,然后让数组的每个元素也是一个数组。最起码,我们需要知道二维数组要包含多少行,有了这个信息,就可以创建一个n行1列的二维数组了。

  var twod = [];  var row = 5;  for (var i = 0; i < row; ++i){    twod[i] = [];  }  console.log(twod);//[Array[0], Array[0], Array[0], Array[0], Array[0]]

这样做的问题是,数组中的每个元素都是undefined。更好的方式是通过扩展javascript数组对象,为其增加一个新方法。该方法根据传入的参数,设定了数组的行数,列数和初始值。下面是这个方法的定义;

  Array.matrix = function(numrows, numcols, initial) {    var arr = [];    for (var i = 0; i < numrows; ++i){      var columns = [];      for (var j = 0; j < numcols; ++j) {        columns[j] = initial;      }    arr[i] = columns    }    return arr;  }

下面是该测试方法的一些测试代码:

  var nums = Array.matrix(5,5,0);  console.log(nums[1][1]);//0  var names = Array.matrix(3,3,"");  console.log(names)  names[1][2] = "Joe";

还可以使用使用一行代码和使用一组初始值来初始化一个二维数组

  var grades = [[1,35,1],[123,52,14],[123,12,5,21,5,2]]

对于小规模数据,这是创建二维数组的最简单的方式。

2.处理二维数组的元素

处理二维数组中的元素,有两种最基本的方式:按列访问和按行访问。

对于这两种方式,我们均使用一组嵌入式的for循环。对于按列访问,外层循环对于行,内层循环对应列。

以数组grades为例,每一行对于一个学生的成绩记录。我们可以将该学生的所有成绩相加,然后除以科目数得到该学生的平均成绩。下面的代码展示了这个过程。

  var grades = [[89,77,78],[76,62,81],[91,94,89]];  var total = 0;  var average = 0.0;  for (var row = 0; row < grades.length; ++i) {    for (var col = 0; col < grades[row].length; ++col){      total += grades[row][col]    }    average = total / grades[row].length;    console.log("Student" + parseInt(row + 1) + " average: " + average.toFixed(2));    total = 0;    average = 0.0;  

内层循环由这个表达式控制;

  col < grades[row].length

这个表达式之所以多行,是因为每一行都是一个数组,我们可以使用数组的length属性判断每行包含多少行。

Student1 average: 81.33Student2 average: 73.00Student3 average: 91.33

对于按行访问,只需要稍微调整for循环的顺序,使外层循环对应列,内存循环对应行即可。下面的程序计算了一个学生的各科成绩。

  var grades = [[89,77,78],[76,62,81],[91,94,89]];  var total = 0;  var average = 0.0;  for (var col = 0; col < grades.length; ++col) {    for(var row = 0; row < grades[col].length; ++row){      total += grades[row][col]    }    average = total / grades[col].length;    console.log("Test " + parseInt(col+1) + "average " + average.toFixed(2));    total = 0;    average = 0.0;  }

输出

  Test 1average 85.33  Test 2average 77.67  Test 3average 82.67

 3.层次不齐的数组

层次不齐的数组是指数组中每行的元素个数彼此不同。很多编程语言在处理这样的数组时表现的都不是很好,但javascript表现良好,是因为每一行的长度可以通过计算得到。

为了给个示例,假设数组grades中,每个学生的成绩记录个数是不一样的,不用修改代码,依然可以正确计算出正确的平均分。

  var grades = [[89,77],[76,82,81],[91,94,89,99]];  var total = 0;  var average = 0.0;  for (var row = 0; row < grades.length; ++row){        for (var col = 0; col < grades[row].length; ++col){      total += grades[row][col];    }    average = total / grades[row].length;    console.log("Student" + parseInt(row + 1) + " average " + average.toFixed(2));    total = 0;    average = 0.0;  }

注意,第一名同学有两门课成绩,第二名有三门课成绩,第三名有4门课成绩。因为程序在内层for循环计算了每个数组的长度,即使数组中每一行的长度不一,程序依然不会出现什么问题。该段程序输出为:

Student1 average 83.00Student2 average 79.67Student3 average 93.25

 

七,对象数组

到目前为止,本章讨论的数组都只包含基本数据类型的元素,比如数字和字符串。数组还可以包含对象,数组的方法和属性对对象依然适用。

请看下面的例子:

  function Point(x,y) {    this.x = x;    this.y = y;  }  function displayPts(arr) {    for (var i = 0; i < arr.length; ++i) {      console.log(arr[i].x + ", " + arr[i].y);    }  }  var p1 = new Point(1,2);  var p2 = new Point(3,5);  var p3 = new Point(2,8);  var p4 = new Point(4,4);  var points = [p1,p2,p3,p4]  for (var i = 0 ; i < points.length; ++i) {    console.log("Point " + parseInt(i+1) + ": " + points[i].x + ", " + points[i].y)  }  var p5 = new Point(12,-3);  points.push(p5)  displayPts(points);  points.shift();  console.log(points)  displayPts(points)

适用push()方法将点(12,-3)添加进数组,适用shift()方法将(1,2)从数组移除。

八,对象中的数组。

在对象中,可以使用数组存储复杂的数据。很多数据都能被实现成一个对象,对象内部使用数组保存数据。

下面的例子,我们创建了一个对象,用于保存观测到的最高气温数据,该对象有两个方法,一个方法用来增加一条新的气温记录,另外一个方法用来计算存储在对象中的平均气温。代码如下

  function weekTemps() {    this.dataStore = [];    this.add = add;    this.average = average;  }  function add(temp) {    this.dataStore.push(temp)  }  function average() {    var total = 0;    for (var i = 0; i < this.dataStore.length; ++i) {      total += this.dataStore[i];    }    return total / this.dataStore.length;  }  var thisWeek = new weekTemps();  thisWeek.add(52);  thisWeek.add(55);  thisWeek.add(61);  thisWeek.add(65);  thisWeek.add(55);  thisWeek.add(50);  thisWeek.add(52);  thisWeek.add(49);  console.log(thisWeek.average());//54.875

add()方法中用到了数组的push()方法,将元素添加到数组dataStore中,为什么这个方法名叫add()而不是叫push()?这是因为在自定义方法时,一个直观的名字是非常有用的技巧(不是所有人知道push一个元素是什么意思,但是所有人add一个元素是什么意思。)