摘要:迭代器和生成器将迭代的概念直接带入核心语言,并提供一种机制来自定义循环的行为。本文主要会介绍中新增的迭代器和生成器。属性本身是函数,是当前数据结构默认的迭代器生成函数。
本文是 重温基础 系列文章的第十三篇。
今日感受:每次自我年终总结,都会有各种情绪和收获。
系列目录:
【复习资料】ES6/ES7/ES8/ES9资料整理(个人整理)
【重温基础】1.语法和数据类型
【重温基础】2.流程控制和错误处理
【重温基础】3.循环和迭代
【重温基础】4.函数
【重温基础】5.表达式和运算符
【重温基础】6.数字
【重温基础】7.时间对象
【重温基础】8.字符串
【重温基础】9.正则表达式
【重温基础】10.数组
【重温基础】11.Map和Set对象
【重温基础】12.使用对象
本章节复习的是JS中的迭代器和生成器,常常用来处理集合。
前置知识:
JavaScrip已经提供多个迭代集合的方法,从简单的for循环到map()和filter()。
迭代器和生成器将迭代的概念直接带入核心语言,并提供一种机制来自定义for...of循环的行为。
本文会将知识点分为两大部分,简单介绍和详细介绍:
简单介绍,适合基础入门会使用的目标;
详细介绍,会更加深入的做介绍,适合理解原理;
当我们使用循环语句迭代数据时,需初始化一个变量来记录每一次迭代在数据集合中的位置:
let a = ["aaa","bbb","ccc"]; for (let i = 0; i< a.length; i++){ console.log(a[i]); }
这边的i就是我们用来记录迭代位置的变量,但是在ES6开始,JavaScrip引入了迭代器这个特性,并且新的数组方法和新的集合类型(如Set集合与Map集合)都依赖迭代器的实现,这个新特性对于高效的数据处理而言是不可或缺的,在语言的其他特性中也都有迭代器的身影:新的for-of循环、展开运算符(...),甚至连异步编程都可以使用迭代器。
本文主要会介绍ES6中新增的迭代器(Iterator)和生成器(Generator)。
2. 迭代器(简单介绍)迭代器是一种特殊对象,它具有一些专门为迭代过程设计的专有接口,所有的迭代器对象都有一个next()方法,每次调用都会返回一个结果对象。
这个结果对象,有两个属性:
value: 表示下一个将要返回的值。
done: 一个布尔值,若没有更多可返回的数据时,值为true,否则false。
如果最后一个值返回后,再调用next(),则返回的对象的done值为true,而value值如果没有值的话,返回的为undefined。
ES5实现一个迭代器:
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}" // 以后的调用都一样 iterator.next(); // "{done: true, value: undefined}"
从上面代码可以看出,ES5的实现还是比较麻烦,而ES6新增的生成器,可以使得创建迭代器对象的过程更加简单。
3. 生成器(简单介绍)生成器是一种返回迭代器的函数,通过function关键字后的星号(*)来表示,函数中会用到新的关键字yield。星号可以紧挨着function关键字,也可以在中间添加一个空格。
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}" // 以后的调用都一样 iterator.next(); // "{done: true, value: undefined}"
生成器函数最有趣的部分是,每当执行完一条yield语句后函数就会自动停止执行,比如上面代码,当yield 1;执行完后,便不会执行任何语句,而是等到再调用迭代器的next()方法才会执行下一个语句,即yield 2;.
使用yield关键字可以返回任何值和表达式,因为可以通过生成器函数批量给迭代器添加元素:
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}" // 以后的调用都一样 iterator.next(); // "{done: true, value: undefined}"
生成器的适用返回很广,可以将它用于所有支持函数使用的地方。
4. 迭代器(详细介绍) 4.1 Iterator迭代器概念Iterator是一种接口,为各种不同的数据结构提供统一的访问机制。任何数据结构只要部署 Iterator 接口,就可以完成迭代操作(即依次处理该数据结构的所有成员)。
Iterator三个作用:
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;
Iterator 接口主要供ES6新增的for...of消费;
4.2 Iterator迭代过程创建一个指针对象,指向当前数据结构的起始位置。也就是说,迭代器对象本质上,就是一个指针对象。
第一次调用指针对象的next方法,可以将指针指向数据结构的第一个成员。
第二次调用指针对象的next方法,指针就指向数据结构的第二个成员。
不断调用指针对象的next方法,直到它指向数据结构的结束位置。
每一次调用next方法,都会返回数据结构的当前成员的信息。具体来说,就是返回一个包含value和done两个属性的对象。
value属性是当前成员的值;
done属性是一个布尔值,表示迭代是否结束;
模拟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 默认Iterator接口
若数据可迭代,即一种数据部署了Iterator接口。
ES6中默认的Iterator接口部署在数据结构的Symbol.iterator属性,即如果一个数据结构具有Symbol.iterator属性,就可以认为是可迭代。
Symbol.iterator属性本身是函数,是当前数据结构默认的迭代器生成函数。执行这个函数,就会返回一个迭代器。至于属性名Symbol.iterator,它是一个表达式,返回Symbol对象的iterator属性,这是一个预定义好的、类型为 Symbol 的特殊值,所以要放在方括号内(参见《Symbol》一章)。
原生具有Iterator接口的数据结构有:
Array
Map
Set
String
TypedArray
函数的 arguments 对象
NodeList 对象
4.4 Iterator使用场景(1)解构赋值
对数组和 Set 结构进行解构赋值时,会默认调用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)扩展运算符
扩展运算符(...)也会调用默认的 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*后面跟的是一个可迭代的结构,它会调用该结构的迭代器接口。
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)其他场合
由于数组的迭代会调用迭代器接口,所以任何接受数组作为参数的场合,其实都调用了迭代器接口。下面是一些例子。
for...of
Array.from()
Map(), Set(), WeakMap(), WeakSet()(比如new Map([["a",1],["b",2]]))
Promise.all()
Promise.race()
4.5 for...of循环只要数据结构部署了Symbol.iterator属性,即具有 iterator 接口,可以用for...of循环迭代它的成员。也就是说,for...of循环内部调用的是数据结构的Symbol.iterato方法。
使用场景:
for...of可以使用在数组,Set和Map结构,类数组对象,Genetator对象和字符串。
数组
for...of循环可以代替数组实例的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 })
与for...in对比,for...in只能获取对象键名,不能直接获取键值,而for...of允许直接获取键值。
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
可以使用数组作为变量,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
类数组对象
// 字符串 let a = "hello"; for (let k of a ){console.log(k)}; // h e l l o // DOM NodeList对象 let b = document.querySelectorAll("p"); for (let k of b ){ k.classList.add("test"); } // arguments对象 function f(){ for (let k of arguments){ console.log(k); } } f("a","b"); // a b
对象
普通对象不能直接使用for...of会报错,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)}; // TypeError4.6 跳出for...of
使用break来实现。
for (let k of a){ if(k>100) break; console.log(k); }5. 生成器(详细介绍) 5.1 基本概念
Generator生成器函数是一种异步编程解决方案。
原理:
执行Genenrator函数会返回一个遍历器对象,依次遍历Generator函数内部的每一个状态。
Generator函数是一个普通函数,有以下两个特征:
function关键字与函数名之间有个星号;
函数体内使用yield表达式,定义不同状态;
通过调用next方法,将指针移向下一个状态,直到遇到下一个yield表达式(或return语句)为止。简单理解,Generator函数分段执行,yield表达式是暂停执行的标记,而next恢复执行。
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表达式
yield表达式是暂停标志,遍历器对象的next方法的运行逻辑如下:
遇到yield就暂停执行,将这个yield后的表达式的值,作为返回对象的value属性值。
下次调用next往下执行,直到遇到下一个yield。
直到函数结束或者return为止,并返回return语句后面表达式的值,作为返回对象的value属性值。
如果该函数没有return语句,则返回对象的value为undefined 。
注意:
yield只能用在Generator函数里使用,其他地方使用会报错。
// 错误1 (function(){ yiled 1; // SyntaxError: Unexpected number })() // 错误2 forEach参数是个普通函数 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表达式如果用于另一个表达式之中,必须放在圆括号内。
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表达式用做函数参数或放在表达式右边,可以不加括号。
function * a (){ f(yield "a", yield "b"); // ok lei i = yield; // ok }5.3 next方法
yield本身没有返回值,或者是总返回undefined,next方法可带一个参数,作为上一个yield表达式的返回值。
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}
这一特点,可以让Generator函数开始执行之后,可以从外部向内部注入不同值,从而调整函数行为。
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因为yeild返回的是对象 和数字计算会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 135.4 for...of循环
for...of循环会自动遍历,不用调用next方法,需要注意的是,for...of遇到next返回值的done属性为true就会终止,return返回的不包括在for...of循环中。
function * f(){ yield 1; yield 2; yield 3; yield 4; return 5; } for (let k of f()){ console.log(k); } // 1 2 3 4 没有 55.5 Generator.prototype.throw()
throw方法用来向函数外抛出错误,并且在Generator函数体内捕获。
let f = function * (){ try { yield } catch (e) { console.log("内部捕获", e) } } let a = f(); a.next(); try{ a.throw("a"); a.throw("b"); }catch(e){ console.log("外部捕获",e); } // 内部捕获 a // 外部捕获 b5.6 Generator.prototype.return()
return方法用来返回给定的值,并结束遍历Generator函数,如果return方法没有参数,则返回值的value属性为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()共同点
相同点就是都是用来恢复Generator函数的执行,并且使用不同语句替换yield表达式。
next()将yield表达式替换成一个值。
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} // 相当于把 let r = yield x + y; // 替换成 let r = 1;
throw()将yield表达式替换成一个throw语句。
g.throw(new Error("报错")); // Uncaught Error:报错 // 相当于将 let r = yield x + y // 替换成 let r = throw(new Error("报错"));
next()将yield表达式替换成一个return语句。
g.return(2); // {value: 2, done: true} // 相当于将 let r = yield x + y // 替换成 let r = return 2;5.8 yield* 表达式
用于在一个Generator中执行另一个Generator函数,如果没有使用yield*会没有效果。
function * a(){ yield 1; yield 2; } function * b(){ yield 3; yield * a(); yield 4; } // 等同于 function * b(){ yield 3; yield 1; yield 2; yield 4; } for(let k of b()){console.log(k)} // 3 // 1 // 2 // 45.9 应用场景
控制流管理
解决回调地狱:
// 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); // 如果Generator函数未结束,就继续调用 if(!obj.done){ task.value = obj.value; g(task); } } g( f(initValue) );
异步编程的使用
在真实的异步任务封装的情况:
let fetch = require("node-fetch"); function * f(){ let url = "http://www.baidu.com"; let res = yield fetch(url); console.log(res.bio); } // 执行该函数 let g = f(); let result = g.next(); // 由于fetch返回的是Promise对象,所以用then result.value.then(function(data){ return data.json(); }).then(function(data){ g.next(data); })参考资料
1.MDN 迭代器和生成器
2.ES6中的迭代器(Iterator)和生成器(Generator)
本部分内容到这结束
Author | 王平安 |
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