TypeScript 数组扁平化进阶指南：从基础原理到 2026 工程化实践

2026-02-01 05:08:16 0条评论 4次阅读 0人点赞

在处理复杂数据结构时，我们经常会遇到“数组的数组”（即二维数组或多维数组）。为了简化数据流或满足某些特定函数的输入要求，我们通常需要将这些嵌套的数组结构转换为一个单一的一维数组。这个过程，就是我们常说的数组扁平化。

在这篇文章中，我们将深入探讨在 TypeScript 中实现数组扁平化的多种方法。不仅会涵盖现代 JavaScript (ES2019+) 提供的内置 API，我们还会回顾一些经典的算法实现方式，帮助你理解其背后的原理，并能在不同的开发环境中灵活选择。更重要的是，我们将结合 2026 年的开发视角，探讨在这些基础操作之上如何构建高性能、可维护的企业级代码。

什么是数组扁平化？

简单来说，数组扁平化就是将一个多维数组“降维”。最常见的情况是将二维数组（元素为数组的数组）转换为一维数组。

直观示例：

想象一下，我们有一个包含几个子数组的列表：

// 展平前：一个二维数组
const nestedArray: number[][] = [[1, 2], [3, 4], [5, 6]];

// 展平后：我们希望得到这样一个一维数组
const flattenedArray: number[] = [1, 2, 3, 4, 5, 6];

这种操作在处理矩阵数据、CSV 解析结果或从嵌套的 API 响应中提取值时非常普遍。接下来，让我们逐步探索实现这一目标的各种技术。

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方法 1：使用 Array.prototype.flat() —— 最现代、最简洁的方式

如果你正在使用较新版本的 TypeScript 或 JavaScript (ES2019+)，flat() 方法无疑是首选。它是专门为了解决数组扁平化问题而设计的内置方法。

工作原理：

flat() 方法会按照指定的深度递归遍历数组，并将所有元素与子数组中的元素合并为一个新数组。

代码示例：

const nestedArray: number[][] = [[1, 2], [3, 4], [5, 6]];

// 默认情况下，flat() 的深度参数为 1，正好适用于二维数组
const flattenedArray: number[] = nestedArray.flat();

console.log(flattenedArray); 
// 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6]

进阶场景：处理多维数组

flat() 的强大之处在于它可以处理任意深度的嵌套。你只需要传入一个表示深度的整数。

// 这是一个三层嵌套的数组
const deepNested: number[][][] = [[[1, 2]], [[3, 4]], [[5, 6]]];

// 传入深度 2 来完全展平它
const deepFlattened: number[] = deepNested.flat(2);

console.log(deepFlattened);
// 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6]

实用提示：如果你不确定嵌套有多深，或者想要展平任意深度的数组，可以直接传入 Infinity 作为参数。

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方法 2：使用 Array.prototype.reduce() —— 函数式编程的经典

在 INLINECODE16d14a1a 方法出现之前，INLINECODEf644763f 是处理数组累积操作的利器。这种方法展示了如何通过函数式编程的思想来构建新的数据结构。

工作原理：

我们初始化一个空数组作为累加器 (acc)。然后遍历原始数组的每一项，将当前项（子数组）连接到累加器中。

代码示例：

const nestedArray: number[][] = [[1, 2], [3, 4], [5, 6]];

const flattenedArray: number[] = nestedArray.reduce((acc, current) => {
    // 将当前子数组 合并到累加器中
    return acc.concat(current);
}, []); // 初始值为空数组

console.log(flattenedArray);
// 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6]

简写形式：

经验丰富的开发者通常会将上述代码简化为一行：

const flat = nestedArray.reduce((acc, curr) => acc.concat(curr), []);

深入理解：

这种方法的核心在于 concat 每次都会返回一个新数组，因此它在不可变数据流的场景下非常有用。需要注意的是，如果数组非常大，频繁创建新数组可能会带来一定的内存开销。

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方法 3：使用 forEach 循环 —— 最直观的命令式写法

如果你更喜欢传统的命令式编程风格，或者刚开始接触编程，使用循环是最容易理解的方式。虽然代码看起来稍微冗长一些，但它非常清晰地展示了每一步的操作。

工作原理：

  • 创建一个空数组用于存放结果。
  • 外层循环遍历每个子数组。
  • 内层循环遍历子数组中的每个具体元素。
  • 将元素推入结果数组。

代码示例：

const arrayOfArrays: number[][] = [[1, 2, 3], [4, 5], [6]];

const flattenedArray: number[] = [];

// 遍历外层数组
arrayOfArrays.forEach((innerArray) => {
    // 遍历内层数组
    innerArray.forEach((element) => {
        flattenedArray.push(element);
    });
});

console.log(flattenedArray);
// 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6]

实际应用建议：

这种方法在处理需要复杂逻辑判断的场景下非常有优势。例如，你可能需要在展平过程中过滤掉某些无效值 (INLINECODE9e0668bf 或 INLINECODE73ad571a)，直接在 INLINECODE3c295c07 前加一个 INLINECODEa58a7f99 判断即可。

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方法 4：结合扩展运算符与 push —— 简洁与性能的平衡

随着 ES6 的普及，扩展运算符 (INLINECODE56b18c44) 成为了处理数组的神器。我们可以利用它将一个数组“拆解”成独立的参数，配合 INLINECODE7256b3af 方法实现高效的展平。

工作原理：

INLINECODEb59607c4 方法可以接受多个参数。使用 INLINECODEe57ccb6f 会将子数组解包，作为 INLINECODE691b30d6 的多个参数传入。这种方法比 INLINECODE2d425197 遍历每一个元素要快得多，也比 reduce 更容易读懂。

代码示例：

const arrayOfArrays: number[][] = [[1, 2, 3], [4, 5], [6]];

const flattenedArray: number[] = [];

for (const innerArray of arrayOfArrays) {
    // 扩展运算符将 innerArray 展开，并依次推入结果数组
    flattenedArray.push(...innerArray);
}

console.log(flattenedArray);
// 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6]

性能优势：

这种方法通常比 INLINECODE3a21903a 或 INLINECODE0b9b95fa 性能更好，因为它是直接修改原数组（INLINECODE06884285），而不需要像 INLINECODEcfc16f9e 那样在每一步都创建新的临时数组。在处理超大型数据集时，这是一个值得考虑的优化点。

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方法 5：使用 INLINECODE5c64f5bb 与 INLINECODEd5f01738 —— 旧时代的兼容方案

这是一个非常经典的技巧，出现在现代 JavaScript 语法大量普及之前。虽然在现代 TypeScript 开发中不如前几种方法常见，但维护老旧项目时你依然可能会见到它。

工作原理：

INLINECODE1de6b1bf 方法允许你调用一个函数并以数组的形式传递参数。这里我们利用空数组 INLINECODE5137a9c1 调用 INLINECODE65d7ad1c 方法，并通过 INLINECODEa970bd88 将 INLINECODEe0fd8bf5 作为参数列表传递给 INLINECODE3898d5c7。

代码示例：

const nestedArray: number[][] = [[1, 2], [3, 4], [5, 6]];

// 这里实际上是执行了 [].concat([1, 2], [3, 4], [5, 6])
const flattenedArray: number[] = ([].concat as any).apply([], nestedArray);

console.log(flattenedArray);
// 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6]

注意： 在严格模式的 TypeScript 中，INLINECODEef97b62a 的类型推断有时会比较棘手，通常需要使用 INLINECODE854b7c7d 进行类型断言，这也正是为什么我们在现代开发中更倾向于使用扩展运算符或 flat 的原因之一。

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2026 视角：生产环境中的类型安全与深度展平

虽然上述例子主要针对二维数组，但在现实世界中，我们可能面临更复杂的情况。作为 2026 年的开发者，我们不仅要让代码跑起来，还要确保它具备极致的类型安全性和可维护性。

如何处理任意深度的嵌套？

如果你不能使用 INLINECODEc79bc5dd，或者你需要对展平过程有更细粒度的控制，我们需要一个递归函数。让我们看看如何结合递归和 INLINECODE5cc98ccb 来实现一个通用的深度展平函数，并赋予其完整的 TypeScript 泛型支持：

// 定义一个支持任意深度的展平函数，使用泛型 T 确保类型安全
function deepFlatten(arr: any[]): T[] {
    return arr.reduce((acc, val) => {
        // 如果当前元素是数组，递归展平它；否则直接保留
        return acc.concat(
            Array.isArray(val) ? deepFlatten(val) : val
        );
    }, []);
}

const complexArray: any[] = [1, [2, [3, [4, 5]]]];
const result = deepFlatten(complexArray);

console.log(result);
// 输出: [1, 2, 3, 4, 5]

在我们的最近的一个项目中， 我们遇到了处理流式数据的情况。当数据量达到百万级时，同步的 INLINECODEcca7b54e 或 INLINECODE7a3c76d7 会阻塞主线程，导致 UI 卡顿。这时，我们需要引入流式处理的思维。

让我们看一个更高级的例子：使用生成器 (Generator) 进行惰性展平。这在处理大量数据时能显著减少内存占用，符合现代“边缘计算”和资源受限环境的优化理念。

// 使用 Generator 实现惰性展平，避免一次性加载所有数据到内存
function* flattenGenerator(arr: any[]): Generator {
    for (const item of arr) {
        if (Array.isArray(item)) {
            // 递归委托给生成器
            yield* flattenGenerator(item);
        } else {
            yield item as T;
        }
    }
}

const massiveNestedArray = [[1, 2], [3, [4, 5]], ...Array(10000).fill([[6]])];

// 我们可以逐个获取展平后的元素，而不是生成一个巨大的数组
const generator = flattenGenerator(massiveNestedArray);

console.log(generator.next().value); // 1
console.log(generator.next().value); // 2
// 这种方式在 Node.js 服务端处理大数据流或 WebAssembly 交互时尤为关键。

深入探讨：工程化陷阱与 AI 辅助优化

你可能会遇到这样的情况： 代码在本地运行完美，但在生产环境的某些极端输入下崩溃了。
常见陷阱 1：循环引用

在进行深度展平时，如果数据结构中存在循环引用（例如 INLINECODE92f82362 包含 INLINECODE4fb55e8e，INLINECODEa55c0b58 又引用 INLINECODE41e8002c），简单的递归会导致“栈溢出”错误。

解决方案： 在 2026 年，我们建议在工具函数中增加 Set 来追踪已访问的节点，或者在 AI 辅助编程环境中（如 Cursor 或 GitHub Copilot），直接询问 AI：“帮我写一个处理循环引用的安全展平函数”，这能极大地节省我们的排查时间。

function safeDeepFlatten(arr: any[], visited = new Set()): T[] {
    let result: T[] = [];
    
    for (const item of arr) {
        if (Array.isArray(item)) {
            // 检查循环引用
            if (visited.has(item)) {
                console.warn(‘检测到循环引用，已跳过‘);
                continue;
            }
            visited.add(item);
            result = result.concat(safeDeepFlatten(item, visited));
            visited.delete(item); // 回溯，允许在其他分支再次访问
        } else {
            result.push(item as T);
        }
    }
    return result;
}

常见陷阱 2：类型擦失

在使用 INLINECODEc0c13d52 时，TypeScript 的类型系统往往无法准确推断最终结果的类型，通常会被推断为 INLINECODEe2cdade4 或 unknown[]。这在大型项目中会导致类型安全性丧失。

最佳实践： 我们应该使用类型断言守卫或自定义类型覆盖，确保展平后的数据流在整个应用中保持类型强健。

性能优化策略与云原生视角

当我们谈论 2026 年的技术趋势时，不能忽视边缘计算。如果你的代码运行在 Cloudflare Workers 或 Vercel Edge Functions 上，CPU 和内存资源是受限的。

  • 首选原生方法：array.flat() 依然是最快的选择，底层优化比手写 JS 好。
  • 避免在循环中修改数组长度：虽然 INLINECODEd0c547b7 很快，但在边缘环境中，巨大的参数列表（通过扩展符传递超过 65535 个参数）可能会导致栈溢出。在这种情况下，传统的 INLINECODEf3cf4775 循环配合 push 逐个元素添加是最安全的。
  • 并行处理：对于极度消耗 CPU 的展平操作（伴随着复杂的映射转换），我们可以利用 Web Workers 或 Node.js 的 Worker Threads。在 AI 时代，我们甚至可以编写 Agent 来动态判断数据大小，自动决定是在主线程处理还是分发到 Worker 线程。

总结

在这篇文章中，我们探索了五种在 TypeScript 中展平数组的方法，从最现代、最推荐的 INLINECODE2ee3dd37 方法，到灵活的 INLINECODE1f67485d，再到高性能的扩展运算符，以及适合大数据处理的 Generator 模式。

  • 如果你追求代码的简洁和可读性，请使用 flat()。
  • 如果你需要兼容旧环境或进行自定义累积逻辑，reduce 是不二之选。
  • 如果你关注执行性能且处理的是大型数组，INLINECODE79c29b83 配合 INLINECODE17e0dbb9 是最佳策略。
  • 面对流式大数据或边缘计算场景，尝试使用 Generator 函数来实现惰性展平。

希望这些技巧能帮助你在日常开发中更优雅地处理数据结构！试着在你的下一个项目中应用一下这些方法，或者让 AI 帮你重构现有的旧代码，体验“氛围编程”带来的效率提升吧。

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