JavaScript前端迭代器Iterator与生成器Generator讲解
时间:2022-08-22 17:46
本篇文章给大家带来了关于JavaScript的相关知识,其中主要为大家介绍了JavaScript前端迭代器Iterator与生成器Generator讲解,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助。
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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。
- 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:
- 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:
- 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。
- 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
- // 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
- 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
- let set = new Set().add('a').add('b').add('c');
- let [x,y] = set; // x='a'; y='b'
- 扩展运算符
- 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)
- 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
- 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
- // 2
- // 3
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。
- 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?
- function* simpleGenerator(){
- console.log('hello world');
- yield 1;
- yield 2;
- }
- let generator = simpleGenerator(); // simpleGenerator {<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。
- 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
- 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:
- 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。
- 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:
- 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。
- 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。
- 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
- 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
- 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。
- 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。
- 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
- 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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