Ciao, quoto lucavizzi in linea generale.

Per semplificare, però, dato che lo stesso metodo querySelectorAll() (vedi documentazione) restituisce una collezione di elementi (cioè un oggetto NodeList che in sostanza funziona come un array) e dato che è possibile specificare più selettori separati da virgola (come il css), potresti usare direttamente tale metodo per ottenere il tuo array, e ciclare direttamente questo, evitando di costruire inutilmente altri array.

Esempio:
codice:
var w = document.querySelectorAll("#div1>a, #div2>a, #div3>a");
var i = w.length;
while(i--){
  w[i].onclick = nomefunzione;
}