【重溫基礎】13.迭代器和生成器
本文是 重溫基礎 系列文章的第十三篇。
今日感覺：每次自我年終總結，都會有各類情緒和收穫。html
系列目錄：前端
- 【複習資料】ES6/ES7/ES8/ES9資料整理(我的整理)
- 【重溫基礎】1.語法和數據類型
- 【重溫基礎】2.流程控制和錯誤處理
- 【重溫基礎】3.循環和迭代
- 【重溫基礎】4.函數
- 【重溫基礎】5.表達式和運算符
- 【重溫基礎】6.數字
- 【重溫基礎】7.時間對象
- 【重溫基礎】8.字符串
- 【重溫基礎】9.正則表達式
- 【重溫基礎】10.數組
- 【重溫基礎】11.Map和Set對象
- 【重溫基礎】12.使用對象
本章節複習的是JS中的迭代器和生成器，經常用來處理集合。 node
前置知識：
JavaScrip已經提供多個迭代集合的方法，從簡單的for循環到map()和filter()。
迭代器和生成器將迭代的概念直接帶入核心語言，並提供一種機制來自定義for...of循環的行爲。 git
本文會將知識點分爲兩大部分，簡單介紹和詳細介紹：
簡單介紹，適合基礎入門會使用的目標；
詳細介紹，會更加深刻的作介紹，適合理解原理；github
1. 概述
當咱們使用循環語句迭代數據時，需初始化一個變量來記錄每一次迭代在數據集合中的位置：正則表達式
let a = ["aaa","bbb","ccc"];
for (let i = 0; i< a.length; i++){
console.log(a[i]);
}
這邊的i就是咱們用來記錄迭代位置的變量，可是在ES6開始，JavaScrip引入了迭代器這個特性，而且新的數組方法和新的集合類型(如Set集合與Map集合)都依賴迭代器的實現，這個新特性對於高效的數據處理而言是不可或缺的，在語言的其餘特性中也都有迭代器的身影：新的for-of循環、展開運算符(...)，甚至連異步編程均可以使用迭代器。 編程
本文主要會介紹ES6中新增的迭代器(Iterator)和生成器(Generator)。json
2. 迭代器(簡單介紹)
迭代器是一種特殊對象，它具備一些專門爲迭代過程設計的專有接口，全部的迭代器對象都有一個next()方法，每次調用都會返回一個結果對象。
這個結果對象，有兩個屬性：segmentfault
-
value: 表示下一個將要返回的值。 -
done: 一個布爾值，若沒有更多可返回的數據時，值爲true，不然false。
若是最後一個值返回後，再調用next()，則返回的對象的done值爲true，而value值若是沒有值的話，返回的爲undefined。 數組
ES5實現一個迭代器：
function myIterator(list){
var i = 0;
return {
next: function(){
var done = i >= list.length;
var value = !done ? list[i++] : undefined;
return {
done : done,
value : value
}
}
}
}
var iterator = myIterator([1,2,3]);
iterator.next(); // "{done: false, value: 1}"
iterator.next(); // "{done: false, value: 2}"
iterator.next(); // "{done: false, value: 3}"
iterator.next(); // "{done: true, value: undefined}"
// 之後的調用都同樣
iterator.next(); // "{done: true, value: undefined}"
從上面代碼能夠看出，ES5的實現仍是比較麻煩，而ES6新增的生成器，可使得建立迭代器對象的過程更加簡單。
3. 生成器(簡單介紹)
生成器是一種返回迭代器的函數，經過function關鍵字後的星號(*)來表示，函數中會用到新的關鍵字yield。星號能夠緊挨着function關鍵字，也能夠在中間添加一個空格。
function *myIterator(){
yield 1;
yield 2;
yield 3;
}
let iterator = myIterator();
iterator.next(); // "{done: false, value: 1}"
iterator.next(); // "{done: false, value: 2}"
iterator.next(); // "{done: false, value: 3}"
iterator.next(); // "{done: true, value: undefined}"
// 之後的調用都同樣
iterator.next(); // "{done: true, value: undefined}"
生成器函數最有趣的部分是，每當執行完一條yield語句後函數就會自動中止執行，好比上面代碼，當yield 1;執行完後，便不會執行任何語句，而是等到再調用迭代器的next()方法纔會執行下一個語句，即yield 2;.
使用yield關鍵字能夠返回任何值和表達式，由於能夠經過生成器函數批量給迭代器添加元素：
function *myIterator(list){
for(let i = 0; i< list.length ; i ++){
yield list[i];
}
}
var iterator = myIterator([1,2,3]);
iterator.next(); // "{done: false, value: 1}"
iterator.next(); // "{done: false, value: 2}"
iterator.next(); // "{done: false, value: 3}"
iterator.next(); // "{done: true, value: undefined}"
// 之後的調用都同樣
iterator.next(); // "{done: true, value: undefined}"
生成器的適用返回很廣，能夠將它用於全部支持函數使用的地方。
4. 迭代器（詳細介紹）
4.1 Iterator迭代器概念
Iterator是一種接口，爲各類不一樣的數據結構提供統一的訪問機制。任何數據結構只要部署 Iterator 接口，就能夠完成迭代操做（即依次處理該數據結構的全部成員）。
Iterator三個做用：
- 爲各類數據結構，提供一個統一的、簡便的訪問接口；
- 使得數據結構的成員可以按某種次序排列；
- Iterator 接口主要供ES6新增的
for...of消費；
4.2 Iterator迭代過程
- 建立一個指針對象，指向當前數據結構的起始位置。也就是說，迭代器對象本質上，就是一個指針對象。
- 第一次調用指針對象的
next方法，能夠將指針指向數據結構的第一個成員。 - 第二次調用指針對象的
next方法，指針就指向數據結構的第二個成員。 - 不斷調用指針對象的
next方法，直到它指向數據結構的結束位置。
每一次調用next方法，都會返回數據結構的當前成員的信息。具體來講，就是返回一個包含value和done兩個屬性的對象。
-
value屬性是當前成員的值; -
done屬性是一個布爾值，表示迭代是否結束;
模擬next方法返回值：
let f = function (arr){
var nextIndex = 0;
return {
next:function(){
return nextIndex < arr.length ?
{value: arr[nextIndex++], done: false}:
{value: undefined, done: true}
}
}
}
let a = f(['a', 'b']);
a.next(); // { value: "a", done: false }
a.next(); // { value: "b", done: false }
a.next(); // { value: undefined, done: true }
4.3 默認Iterator接口
若數據可迭代，即一種數據部署了Iterator接口。
ES6中默認的Iterator接口部署在數據結構的Symbol.iterator屬性，即若是一個數據結構具備Symbol.iterator屬性，就能夠認爲是可迭代。 Symbol.iterator屬性自己是函數，是當前數據結構默認的迭代器生成函數。執行這個函數，就會返回一個迭代器。至於屬性名Symbol.iterator，它是一個表達式，返回Symbol對象的iterator屬性，這是一個預約義好的、類型爲 Symbol 的特殊值，因此要放在方括號內（參見《Symbol》一章）。
原生具備Iterator接口的數據結構有：
- Array
- Map
- Set
- String
- TypedArray
- 函數的 arguments 對象
- NodeList 對象
4.4 Iterator使用場景
- (1)解構賦值
對數組和 Set 結構進行解構賦值時，會默認調用Symbol.iterator方法。
let a = new Set().add('a').add('b').add('c');
let [x, y] = a; // x = 'a' y = 'b'
let [a1, ...a2] = a; // a1 = 'a' a2 = ['b','c']
- (2)擴展運算符
擴展運算符（...）也會調用默認的 Iterator 接口。
let a = 'hello'; [...a]; // ['h','e','l','l','o'] let a = ['b', 'c']; ['a', ...a, 'd']; // ['a', 'b', 'c', 'd']
- (2)yield*
yield*後面跟的是一個可迭代的結構，它會調用該結構的迭代器接口。
let a = function*(){
yield 1;
yield* [2,3,4];
yield 5;
}
let b = a();
b.next() // { value: 1, done: false }
b.next() // { value: 2, done: false }
b.next() // { value: 3, done: false }
b.next() // { value: 4, done: false }
b.next() // { value: 5, done: false }
b.next() // { value: undefined, done: true }
- (4)其餘場合
因爲數組的迭代會調用迭代器接口，因此任何接受數組做爲參數的場合，其實都調用了迭代器接口。下面是一些例子。
- for...of
- Array.from()
- Map(), Set(), WeakMap(), WeakSet()（好比
new Map([['a',1],['b',2]])） - Promise.all()
- Promise.race()
4.5 for...of循環
只要數據結構部署了Symbol.iterator屬性，即具備 iterator 接口，能夠用for...of循環迭代它的成員。也就是說，for...of循環內部調用的是數據結構的Symbol.iterato方法。
使用場景： for...of可使用在數組，Set和Map結構，類數組對象，Genetator對象和字符串。
- 數組
for...of循環能夠代替數組實例的forEach方法。
let a = ['a', 'b', 'c'];
for (let k of a){console.log(k)}; // a b c
a.forEach((ele, index)=>{
console.log(ele); // a b c
console.log(index); // 0 1 2
})
與for...in對比，for...in只能獲取對象鍵名，不能直接獲取鍵值，而for...of容許直接獲取鍵值。
let a = ['a', 'b', 'c'];
for (let k of a){console.log(k)}; // a b c
for (let k in a){console.log(k)}; // 0 1 2
- Set和Map
可使用數組做爲變量，如for (let [k,v] of b){...}。
let a = new Set(['a', 'b', 'c']);
for (let k of a){console.log(k)}; // a b c
let b = new Map();
b.set('name','leo');
b.set('age', 18);
b.set('aaa','bbb');
for (let [k,v] of b){console.log(k + ":" + v)};
// name:leo
// age:18
// aaa:bbb
- 類數組對象
// 字符串
let a = 'hello';
for (let k of a ){console.log(k)}; // h e l l o
// DOM NodeList對象
let b = document.querySelectorAll('p');
for (let k of b ){
k.classList.add('test');
}
// arguments對象
function f(){
for (let k of arguments){
console.log(k);
}
}
f('a','b'); // a b
- 對象
普通對象不能直接使用for...of會報錯，要部署Iterator才能使用。
let a = {a:'aa',b:'bb',c:'cc'};
for (let k in a){console.log(k)}; // a b c
for (let k of a){console>log(k)}; // TypeError
4.6 跳出for...of
使用break來實現。
for (let k of a){
if(k>100)
break;
console.log(k);
}
5. 生成器（詳細介紹）
5.1 基本概念
Generator生成器函數是一種異步編程解決方案。
原理：
執行Genenrator函數會返回一個遍歷器對象，依次遍歷Generator函數內部的每個狀態。 Generator函數是一個普通函數，有如下兩個特徵：
-
function關鍵字與函數名之間有個星號； - 函數體內使用
yield表達式，定義不一樣狀態；
經過調用next方法，將指針移向下一個狀態，直到遇到下一個yield表達式（或return語句）爲止。簡單理解，Generator函數分段執行，yield表達式是暫停執行的標記，而next恢復執行。
function * f (){
yield 'hi';
yield 'leo';
return 'ending';
}
let a = f();
a.next(); // {value: 'hi', done : false}
a.next(); // {value: 'leo', done : false}
a.next(); // {value: 'ending', done : true}
a.next(); // {value: undefined, done : false}
5.2 yield表達式
yield表達式是暫停標誌，遍歷器對象的next方法的運行邏輯以下：
- 遇到
yield就暫停執行，將這個yield後的表達式的值，做爲返回對象的value屬性值。 - 下次調用
next往下執行，直到遇到下一個yield。 - 直到函數結束或者
return爲止，並返回return語句後面表達式的值，做爲返回對象的value屬性值。 - 若是該函數沒有
return語句，則返回對象的value爲undefined。
注意：
-
yield只能用在Generator函數裏使用，其餘地方使用會報錯。
// 錯誤1
(function(){
yiled 1; // SyntaxError: Unexpected number
})()
// 錯誤2 forEach參數是個普通函數
let a = [1, [[2, 3], 4], [5, 6]];
let f = function * (i){
i.forEach(function(m){
if(typeof m !== 'number'){
yield * f (m);
}else{
yield m;
}
})
}
for (let k of f(a)){
console.log(k)
}
-
yield表達式若是用於另外一個表達式之中，必須放在圓括號內。
function * a (){
console.log('a' + yield); // SyntaxErro
console.log('a' + yield 123); // SyntaxErro
console.log('a' + (yield)); // ok
console.log('a' + (yield 123)); // ok
}
-
yield表達式用作函數參數或放在表達式右邊，能夠不加括號。
function * a (){
f(yield 'a', yield 'b'); // ok
lei i = yield; // ok
}
5.3 next方法
yield自己沒有返回值，或者是總返回undefined，next方法可帶一個參數，做爲上一個yield表達式的返回值。
function * f (){
for (let k = 0; true; k++){
let a = yield k;
if(a){k = -1};
}
}
let g =f();
g.next(); // {value: 0, done: false}
g.next(); // {value: 1, done: false}
g.next(true); // {value: 0, done: false}
這一特色，可讓Generator函數開始執行以後，能夠從外部向內部注入不一樣值，從而調整函數行爲。
function * f(x){
let y = 2 * (yield (x+1));
let z = yield (y/3);
return (x + y + z);
}
let a = f(5);
a.next(); // {value : 6 ,done : false}
a.next(); // {value : NaN ,done : false}
a.next(); // {value : NaN ,done : true}
// NaN由於yeild返回的是對象 和數字計算會NaN
let b = f(5);
b.next(); // {value : 6 ,done : false}
b.next(12); // {value : 8 ,done : false}
b.next(13); // {value : 42 ,done : false}
// x 5 y 24 z 13
5.4 for...of循環
for...of循環會自動遍歷，不用調用next方法，須要注意的是，for...of遇到next返回值的done屬性爲true就會終止，return返回的不包括在for...of循環中。
function * f(){
yield 1;
yield 2;
yield 3;
yield 4;
return 5;
}
for (let k of f()){
console.log(k);
}
// 1 2 3 4 沒有 5
5.5 Generator.prototype.throw()
throw方法用來向函數外拋出錯誤，而且在Generator函數體內捕獲。
let f = function * (){
try { yield }
catch (e) { console.log('內部捕獲', e) }
}
let a = f();
a.next();
try{
a.throw('a');
a.throw('b');
}catch(e){
console.log('外部捕獲',e);
}
// 內部捕獲 a
// 外部捕獲 b
5.6 Generator.prototype.return()
return方法用來返回給定的值，並結束遍歷Generator函數，若是return方法沒有參數，則返回值的value屬性爲undefined。
function * f(){
yield 1;
yield 2;
yield 3;
}
let g = f();
g.next(); // {value : 1, done : false}
g.return('leo'); // {value : 'leo', done " true}
g.next(); // {value : undefined, done : true}
5.7 next()/throw()/return()共同點
相同點就是都是用來恢復Generator函數的執行，而且使用不一樣語句替換yield表達式。
-
next()將yield表達式替換成一個值。
let f = function * (x,y){
let r = yield x + y;
return r;
}
let g = f(1, 2);
g.next(); // {value : 3, done : false}
g.next(1); // {value : 1, done : true}
// 至關於把 let r = yield x + y;
// 替換成 let r = 1;
-
throw()將yield表達式替換成一個throw語句。
g.throw(new Error('報錯')); // Uncaught Error:報錯
// 至關於將 let r = yield x + y
// 替換成 let r = throw(new Error('報錯'));
-
next()將yield表達式替換成一個return語句。
g.return(2); // {value: 2, done: true}
// 至關於將 let r = yield x + y
// 替換成 let r = return 2;
5.8 yield* 表達式
用於在一個Generator中執行另外一個Generator函數，若是沒有使用yield*會沒有效果。
function * a(){
yield 1;
yield 2;
}
function * b(){
yield 3;
yield * a();
yield 4;
}
// 等同於
function * b(){
yield 3;
yield 1;
yield 2;
yield 4;
}
for(let k of b()){console.log(k)}
// 3
// 1
// 2
// 4
5.9 應用場景
- 控制流管理
解決回調地獄：
// 使用前
f1(function(v1){
f2(function(v2){
f3(function(v3){
// ... more and more
})
})
})
// 使用Promise
Promise.resolve(f1)
.then(f2)
.then(f3)
.then(function(v4){
// ...
},function (err){
// ...
}).done();
// 使用Generator
function * f (v1){
try{
let v2 = yield f1(v1);
let v3 = yield f1(v2);
let v4 = yield f1(v3);
// ...
}catch(err){
// console.log(err)
}
}
function g (task){
let obj = task.next(task.value);
// 若是Generator函數未結束，就繼續調用
if(!obj.done){
task.value = obj.value;
g(task);
}
}
g( f(initValue) );
- 異步編程的使用
在真實的異步任務封裝的狀況：
let fetch = require('node-fetch');
function * f(){
let url = 'http://www.baidu.com';
let res = yield fetch(url);
console.log(res.bio);
}
// 執行該函數
let g = f();
let result = g.next();
// 因爲fetch返回的是Promise對象，因此用then
result.value.then(function(data){
return data.json();
}).then(function(data){
g.next(data);
})
參考資料
1.MDN 迭代器和生成器
2.ES6中的迭代器(Iterator)和生成器(Generator)
本部份內容到這結束
| Author | 王平安 |
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