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JavaScript前端迭代器Iterator与生成器Generator介绍

JavaScript 来源:互联网 作者:佚名 发布时间:2022-08-22 09:35:52 人浏览
摘要

Iterator 概念 Iterator 提供了一种统一的接口机制,为各种不同数据结构提供统一的访问机制。 定义 Iterator 就是提供一个具有 next() 方法的对象,每次调用 next() 都会返回一个结果对象,该

Iterator 概念

Iterator 提供了一种统一的接口机制,为各种不同数据结构提供统一的访问机制。

定义 Iterator 就是提供一个具有 next() 方法的对象,每次调用 next() 都会返回一个结果对象,该结果对象有两个属性,value 表示当前的值,done 表示遍历是否结束。

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function makeIterator(Array){

    let index = 0;

    return {

        next: function(){

            return (

                Array.length > index ?

                {value: Array[index++]}:

                {done: true}

            )

        }

    }

}

let iterator = makeIterator(['1','2'])

console.log(iterator.next()); // {value: '1'}

console.log(iterator.next()); // {value: '2'}

console.log(iterator.next()); // {done: true}

Iterator 的作用:

  • 为各种数据结构,提供一个统一的、简便的访问接口;
  • 使得数据结构的成员能够按某种次序排列;
  • 供 for...of 消费

默认 Iterator 接口

ES6 提供了 for of 语句遍历迭代器对象,我们将上述创建的迭代器使用 for of 语句遍历一下:

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let iterator = makeIterator(['1','2'])

for (let value of iterator) {

    console.log(value);

} // iterator is not iterable

结果报错说 iterator is not iterable,这是为什么呢? ES6 规定默认的 Iterator 接口部署在数据结构的 Symbol.iterator 属性中,如果一个数据结构存在 Symbol.iterator 属性,则该数据结构可遍历。

我们将自定义的 makeIterator 改造如下:

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const MakeIterator = (Array) => ({

    [Symbol.iterator](){

        let index = 0;

        return {

            next(){

                let length = Array.length;

                if(index < length){

                    return {value: Array[index++]}

                }else{

                    return {done: true}

                }

            }

        }

    }

})

for(let value of MakeIterator([1,2])){

    console.log(value)

}

// 1

// 2

Iterator 的 return()

我们为 MakeIterator 添加 return 方法,如果 for...of 循环提前退出(通常是因为出错,或者有 break 语句),就会调用 return() 方法,终止遍历。

基于这一特性,如果一个对象在完成遍历前,需要清理或释放资源,我们可以部署 return() 方法,列入文件读取失败时关闭文件。

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const MakeIterator = (Array) => ({

    [Symbol.iterator](){

        let index = 0;

        return {

            next(){

                let length = Array.length;

                if(index < length){

                    return {value: Array[index++]}

                }else{

                    return {done: true}

                }

            },

            return(){

                return {done: true}

            }

        }

    }

})

for(let value of MakeIterator([1, 2, 3])){

    console.log(value) // 1

    // 方式1

    break;

    // 方式2

    // throw new Error('error');

}

原生具备 Iterator 接口的数据结构

  • 数组
  • Set
  • Map
  • 类数组对象,如 arguments 对象、DOM NodeList 对象、typedArray 对象

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// arguments 对象

function sum(){

    for(let value of arguments){

        console.log(value)

    }

}

sum(1,2)

// 1

// 2

// typedArray 对象

let typeArry = new Int8Array(2);

typeArry[0] = 1;

typeArry[1] = 2;

for(let value of typeArry){

    console.log(value)

}

// 1

// 2

  • Generator 对象

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function* gen(){

    yield 1;

    yield 2;

}

for(let value of gen()){

    console.log(value)

}

  • String

Q: 为什么 Object 不具有原生 Iterator ?

A: 对象(Object)之所以没有默认部署 Iterator 接口,是因为对象的哪个属性先遍历,哪个属性后遍历是不确定的。

本质上,遍历器是一种线性处理,对于任何非线性的数据结构,部署遍历器接口,就等于部署一种线性转换。

不过,严格地说,对象部署遍历器接口并不是很必要,因为这时对象实际上被当作 Map 结构使用,ES5 没有 Map 结构,而 ES6 原生提供了。

调用 Iterator 接口的场合

  • 解构赋值

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let set = new Set().add('a').add('b').add('c');

let [x,y] = set; // x='a'; y='b'

  • 扩展运算符

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var str = 'hello';

[...str] //  ['h','e','l','l','o']

扩展运算符是调用 Iterator 接口,那么 Object 没有部署 Iterator 接口,为什么也能使用 ... 运算符呢?

原因:扩展运算符分为两种

  • 一种是用在函数参数、数组展开的场合,这种情况要求对象是可迭代的(iterable)
  • 另一种是用于对象展开,也就是 {…obj} 形式,这种情况需要对象是可枚举的(enumerable)

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let obj1 = {

    name: 'qianxun'

}

let obj2 = {

    age: 3

}

// 数组对象是可枚举的

let obj = {...obj1, ...obj2}

console.log(obj) //{name: 'qianxun', age: 3}

// 普通对象默认是不可迭代的

let obj = [...obj1, ...obj2]

console.log(obj) // object is not iterable

模拟实现 for of

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function forOf(obj, cb){

    let iteratorValue = obj[Symbol.iterator]();

    let result = iteratorValue.next()

    while(!result.done){

        cb(result.value)

        result = iteratorValue.next()

    }

}

forOf([1,2,3], (value)=>{

    console.log(value)

})

// 1

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Generator

认识 Generator

  • 概念上

Generator 函数是 ES6 提供的一种异步编程解决方案。Generator 函数是一个状态机,封装了多个内部状态;

Generator 函数还是一个遍历器对象生成函数,执行后返回一个遍历器对象。

  • 形式上

1.function 关键字与函数名之间有一个星号;

2.函数体内部使用 yield 表达式,定义不同的内部状态。

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function* simpleGenerator(){

    yield 1;

    yield 2;

}

simpleGenerator()

如上我们创建了一个简单的 Generator,我们带着两个问题进行探究:

  • Generator 函数运行后会发生什么?
  • 函数中的 yield 表达式有什么作用?

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function* simpleGenerator(){

    console.log('hello world');

    yield 1;

    yield 2;

}

let generator = simpleGenerator(); // simpleGenerator {&lt;suspended}}

console.log(generator.next())

// hello world

// {value: 1, done: false}

console.log(generator.next())

// {value: 2, done: false}

Generator 生成器函数运行后返回一个生成器对象,而普通函数会直接执行函数内部的代码;每次调用生成器对象的 next 方法会执行函数到下一次 yield 关键字停止执行,并且返回一个 {value: Value, done: Boolean} 的对象。

next 方法的参数

yield 表达式本身没有返回值,或者说总是返回 undefined。next 方法可以带一个参数,该参数就会被当作上一个 yield 表达式的返回值。通过 next 方法的参数,可以在 Generator 函数运行的不同阶段,从外部向内部注入不同的值,从而调整函数行为。 由于 next 方法的参数表示上一个 yield 表达式的返回值,所以在第一次使用 next 方法时,传递参数是无效的。

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function sum(x){

    return function(y){

        return x + y;

    }

}

console.log(sum(1)(2))

// 利用next传参改写

function* sum(x){

    let y = yield x;

    while(true){

       y = yield x + y;

    }

}

let gen = sum(2)

console.log(gen.next()) // 2

console.log(gen.next(1)) // 3

console.log(gen.next(2))  // 4

yield 表达式

yield 表达式的作用:定义内部状态和暂停执行 yield 表达式 与 return 语句的区别

  • yield 表达式表示函数暂停执行,下一次再从该位置继续向后执行,而 return 语句不具备位置记忆的功能
  • 一个函数里,只能执行一个 return 语句,但是可以执行多个 yield 表达式
  • 任何函数都可以使用 return 语句,yield 表达式只能用在 Generator 函数里面,用在其他地方都会报错
  • yield 表达式如果参与运算放在圆括号里面;用作函数参数或放在赋值表达式的右边,可以不加括号

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function *gen () {

  console.log('hello' + yield) ×

  console.log('hello' + (yield)) √

  console.log('hello' + yield 1) ×

  console.log('hello' + (yield 1)) √

  foo(yield 1)  √

  const param = yield 2  √

}

基于 Generator 生成器函数中可以支持多个 yield,我们可以实现一个函数有多个返回值的场景:

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function* gen(num1, num2){

    yield num1 + num2;

    yield num1 - num2;

}

let res = gen(2, 1);

console.log(res.next()) // {value: 3, done: false}

console.log(res.next()) // {value: 1, done: false}

Generator 与 Iterator 之间的关系

由于 Generator 函数就是遍历器生成函数,因此可以把 Generator 赋值给对象的 Symbol.iterator 属性,从而使得该对象具有 Iterator 接口。Generator 实现方式代码更加简洁。

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let obj = {

    name: 'qianxun',

    age: 3,

    [Symbol.iterator]: function(){

        let that = this;

        let keys = Object.keys(that)

        let index = 0;

        return {

            next: function(){

                return index < keys.length ?

                {value: that[keys[index++]], done: false}:

                {value: undefined, done: true}

            }

        }

    }

}

for(let value of obj){

    console.log(value)

}

Generator:

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let obj = {

    name: 'qianxun',

    age: 3,

    [Symbol.iterator]: function* (){

        let keys = Object.keys(this)

        for(let i=0; i< keys.length; i++){

            yield this[keys[i]];

        }

    }

}

for(let value of obj){

    console.log(value)

}

Generator.prototype.return()

return()方法,可以返回给定的值,并且终结遍历 Generator 函数。

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function* gen() {

  yield 1;

  yield 2;

  yield 3;

}

var g = gen();

g.next()        // { value: 1, done: false }

// 如果 return() 方法调用时,不提供参数,则返回值的 value 属性为 undefined

g.return('foo') // { value: "foo", done: true }

g.next()        // { value: undefined, done: true }

如果 Generator 函数内部有 try...finally 代码块,且正在执行 try 代码块,那么 return() 方法会导致立刻进入 finally 代码块,执行完以后,整个函数才会结束。

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function* numbers () {

  yield 1;

  try {

    yield 2;

    yield 3;

  } finally {

    yield 4;

    yield 5;

  }

  yield 6;

}

var g = numbers();

g.next() // { value: 1, done: false }

g.next() // { value: 2, done: false }

g.return(7) // { value: 4, done: false }

g.next() // { value: 5, done: false }

g.next() // { value: 7, done: true }

yield* 表达式

如果想在 Generator 函数内部,调用另一个 Generator 函数。我们需要在前者的函数体内部,自己手动完成遍历,如果函数调用多层嵌套会导致写法繁琐不易阅读,ES6 提供了 yield* 表达式作为解决方法。

委托给其他生成器

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function* g1() {

  yield 2;

  yield 3;

}

function* g2() {

  yield 1;

  yield* g1();

  yield 4;

}

const iterator = g2();

console.log(iterator.next()); // { value: 1, done: false }

console.log(iterator.next()); // { value: 2, done: false }

console.log(iterator.next()); // { value: 3, done: false }

console.log(iterator.next()); // { value: 4, done: false }

console.log(iterator.next()); // { value: undefined, done: true }

委托给其他可迭代对象

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function* gen(){

    yield* [1,2,3]

}

console.log(gen().next()) // {value: 1, done: false}

Generator 函数的 this

Generator 函数返回一个遍历器,ES6 规定这个遍历器是 Generator 函数的实例,继承了 Generator.prototype 对象上的方法,但无法获取 this 上的属性,因为这时 this 是全局对象,而不是实例对象。

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function* gen(){

    this.a = 1

}

gen.prototype.say = function(){

    console.log('hi')

}

let obj = gen()

console.log(obj instanceof gen) // true

obj.say() // hi

obj.next()

console.log(obj.a) //undefined

如果想像构造函数一样访问实例属性,可以修改 this 绑定到 Generator.prototype 上。

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function* gen(){

    this.a = 1

}

gen.prototype.say = function(){

    console.log('hi')

}  

let obj = gen.call(gen.prototype)

console.log(obj instanceof gen) // true

obj.say() // hi

obj.next()

console.log(obj.a) //1

Generator 实现一个状态机

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function* StateMachine(state){

    let transition;

    while(true){

        if(transition === "INCREMENT"){

            state++;

        }else if(transition === "DECREMENT"){

            state--;

        }

        transition = yield state;

    }

}

const iterator = StateMachine(0);

console.log(iterator.next()); // 0

console.log(iterator.next('INCREMENT')); // 1

console.log(iterator.next('DECREMENT')); // 0


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