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Generator函数的语法以及异步的应用

plokmju88 / 2278人阅读

摘要:返回的遍历器对象,可以依次遍历函数内部的每一个状态。由于函数就是遍历器生成函数,因此可以把赋值给对象的属性,从而使得该对象具有接口。函数从暂停状态恢复运行,它的上下文状态时不变的。从语义上讲,第一个方法用来启动遍历器对象,所以不用带有参数。

基本概念

Generator函数是ES6提供的一种异步编程解决方案,语法行为与传统函数完全不同。Generator函数有多种理解角度。语法上,首先可以把它理解成,Generator函数是一个状态机,封装了多个内部状态。
执行Generator函数会返回一个遍历器对象,也就是说,Generator函数除了状态机,还是一个遍历器对象生成函数。返回的遍历器对象,可以依次遍历Generator函数内部的每一个状态。
形式上,Generator函数是一个普通函数,但是有两个特征。一是,function关键字与函数名之间有一个星号;二是,函数体内部使用yield表达式,定义不同的内部状态(yield在英语里的意思就是产出)。

yield表达式解释

1.语法。
[rv] = yield [expression];
expression:定义通过迭代器协议从生成器函数返回的值。如果省略,则返回undefined。
rv:返回传递给生成器的next()方法的可选值,以恢复其执行。
2.描述
yield关键字使生成器函数执行暂停,yield关键字后面的表达式的值返回给生成器的调用者。它可以被认为是一个基于生成器的版本return关键字。
yield关键字实际返回一个IteratorResult对象,它有两个属性,value和done。value属性是对yield表达式求值的结果,而done是false,表示生成器函数尚未完全完成。

*yield,导致生成器再次暂停并返回生成器的新值。下一次调用next()时,在yield之后紧接着的语句继续执行。
*throw用于从生成器中抛出异常。这让生成器完全停止执行,并在调用者中继续执行,正如通常情况下抛出异常一样。
*到达生成器函数结尾;在这种情况下,生成器的执行结束,并且IteratorResult给调用者返回undefined并且done为true。
*到达return语句。这种情况下,生成器的执行结束,并将IterratorResult返回给调用者,其值是由return语句指定的,并且done为true。

如果将可选值传递给生成器的next()方法,则该值将称为生成器当前yield操作返回的值。
在生成器的代码路径中yield运算符,以及通过将其传递给Generator.prototype.next()指定新的起始值的能力之间,生成器提供了强大的控制力。
3.实例.

function*countAppleSales(){
    var arr = [1,2,3];
    for (var i=0;i

Generator函数可以不用yield表达式,这时就变成了一个单纯的暂缓执行函数。另外需要注意,yield表达式只能用在Generator函数里面,用在其它地方都会报错。

function*f(){
    console.log("执行了!");
}
var generator = f();
generator.next();
//上面代码中,函数f如果是普通函数,在为变量generator赋值时就会执行。但是,函数f是一个Generator函数,就变成只有调用next方法时才会执行。

下面是另一个例子:

var arr=[1,[[2,3],4],[5,6]];
var flat = function*(a){
    a.forEach(function(item){
        if(typeof item!=="niumber"){
            yield*flat(item);
        }else{
            yield item;
        }
    });
}
for (var f of flat(arr)){
    console.log(f);
}

上面代码也会产生语句错误,因为forEach方法的参数是一个普通函数,但是在里面使用了yield表达式。一种修改方法是改用for循环。

var arr=[1,[[2,3],4],[5,6]];
var flat = function*(a){
    var length = a.length;
    for(var i=0;i

另外,yield表达式如果用在另一个表达式中,必须放在圆括号里面。

function*demo(){
    console.log("Hellow"+yield);//SyntaxError
    console.log("Hellow"+yield 123);//SyntaxError
    console.log("Hellow"+(yield));//ok
    console.log("Hellow"+(yield 123));//ok
}

yield表达式用作函数参数或放在赋值表达式的右边,可以不加括号。

function*demo(){
    foo(yield "a",yield "b");//ok
    let input = yield;//ok
}
与Iterator接口的关系

任意一个对象的symbol.iterator方法,等于该对象的遍历器生成函数,调用该函数会返回一个遍历器对象。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。

var myIterator = {};
myIterator[Symbol.iterator] = function*(){
    yield 1;
    yield 2;
    yield 3;
}
[...myIterator]//[1,2,3]

上面代码中,Generator函数赋值给Symbol.iterator属性,从而使得myIterable对象具有了Iterator接口,可以被...运算遍历了。
Generator函数执行后,返回一个遍历器对对象。该对象本身也具有Symbol.iterator属性,执行后返回自身。

function* gen(){
  // some code
}
var g = gen();
g[Symbol.iterator]() === g
// true

上面代码中,gen是一个Generator函数,调用它会生成一个遍历器对象g。它的Symbol.iterator属性,也是一个遍历器对象生成函数,执行后返回它自己。

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。

function*f(){
    for(var i=0;true;i++){
        var reset = yield i;
        if(reset){i=-1}
    }
}
var g = f();
g.next()//{value:0,done:false}
g.next()//{value:1,done:false}
g.next(true)//{value:0,done:false}

上面代码先定义了一个可以无限运动的Generator函数f,如果next方法没有参数,每次运行到yield表达式,变量reset的值总是undefined。当next方法带一个参数true时,变量reset就被重置为这个参数(即true),因此i会等于-1,下一轮循环就会从-1开始递增。
这个功能有很重要的语法意义。Generator函数从暂停状态恢复运行,它的上下文状态时不变的。通过next方法的参数,就有办法在Generator函数开始运行之后,继续向函数内部注入值。也就是说,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。
再看一个例子。

function*foo(x){
    var y = 2*(yield(x+1));
    var z = yield(y/3);
    return (x+y+z);
}
// var a = foo(5);
// console.log(a.next());//{value:6,done:false};
// console.log(a.next());//{value:NaN,done:false}因为此时y是undefined
// console.log(a.next());//{value:NaN,done:true}


var b = foo(5);
console.log(b.next());//{value:6,done:false};
console.log(b.next(12));//{value:8,done:false} 此时y=2*第一个yield的返回值(12)。
console.log(b.next(13));//z=13,y=24,x=5.{ value:42, done:true }

上面代码中,第二次运行next方法的时候不带参数,导致y的值等于2*undefined(即NaN),除以3以后还是NaN,因此返回对象的value属性也等于NaN。第三次运行next方法的时候不带参数,所以z等于undefined,返回对象的value属性等于5+NaN+undefined,即NaN。
如果向next方法提供参数,返回结果就完全不一样了。上面代码第一次调用b的next方法时,返回x+1=6;第二次调用next方法,将上一次yield表达式的值设为12,因此y等于24,返回y/3的值8;第三次调用next方法,将上一次yield表达式的值设为13,因此z等于13,这时x等于5,y等于24,所以return语句的值等于42.
注意: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。V8引擎直接忽略第一次使用next方法时的参数,只有从第二次使用next方法开始,参数才是有效的。从语义上讲,第一个next方法用来启动遍历器对象,所以不用带有参数。
再看一个通过next方法的参数,向Generator函数内部输入值的例子。

function*dataConsumer(){
    console.log("Started");
    console.log(`1. ${yield}`);
    console.log(`2. ${yield}`);
    return "result";
}
let genObj = dataConsumer();
function* dataConsumer(){
  console.log("Started");
  console.log(`1. ${yield}`);
  console.log(`2. ${yield}`);
  return "result";
}
alet genObj = dataConsumer();
genObj.next();
//Started
genObj.next("a");
//1.a
genObj.next("b");
//2.b

上面代码是一个很直观的例子,每次通过next方法向Generator函数输入值,然后打印出来。
如果想要第一次调用next方法时,就能够输入值,可以在Generator函数外面再包一层。

function wrapper(generatorFunction){
  return function(){
    let generatorObject = generatorFunction();
    generatorObject.next();
    return generatorObject;
  };
}
const wrapped = wrapper(function*(){
  console.log(`First input: ${yield}`);
  return "DONE";
});
wrapped().next("hello!");
// console.log(wrapped().next("hello!"))

上面代码中,Generator函数如果不用wrapper先包一层,是无法第一次调用next方法,就输入参数的。

for...of循环

for...of循环可以自动遍历Generator函数时生成Iterator对象,且此时不再需要调用next方法。

function* foo() {
  yield 1;
  yield 2;
  yield 3;
  yield 4;
  yield 5;
  return 6;
}

for (let v of foo()) {
  console.log(v);
}
// 1 2 3 4 5

上面代码使用for...of循环,依次显示5个yield表达式的值。这里需要注意,一旦next方法的返回对象的done属性为true,for...of循环就会中止,且不包含该返回对象,所以上面代码的return语句返回的6,不包括在for...of循环中。
下面是一个利用Generator函数for...of循环,实现斐波那契数列的例子。

function*fibonacci(){
    let [prev,curr] = [0,1];
    for(;;){
        yield curr;
        [prev,curr] = [curr,prev+curr];
    }
}
for(let n of fibonacci){
    if(n>100)break;
    console.log(n);
}

利用for...of循环,可以写出遍历任意对象的方法。原生JavaScript对象没有遍历接口,无法使用for...of循环,通过Gneerator函数为它加上这个接口,就可以用了。

//Reflect.ownKeys()方法返回target对象自己的属性键的数组。
//Reflect.ownKeys({z:3,y:2,x:1});//["z","y","x"];
//Reflect.ownKeys([]);//["length"];
//Reflect.ownKeys([1,2,3,4]);//["1","2","3","4","length"]
function*objectEntries(obj){
  let propKeys = Reflect.ownKeys(obj);
  for(let propKey of propKeys){
    yield [propKey,obj[propKey]]
  }
}
let jane = {first:"jane",last:"Doe"};
for(let[key,value] of objectEntries(jane)){
  console.log(`${key}:${value}`);
}
// first: Jane
// last: Doe

上面代码中,对象jane原生不具备 Iterator 接口,无法用for...of遍历。这时,我们通过 Generator 函数objectEntries为它加上遍历器接口,就可以用for...of遍历了。加上遍历器接口的另一种写法是,将 Generator 函数加到对象的Symbol.iterator属性上面。

//Object.keys 返回一个所有元素为字符串的数组,其元素来自于从给定的object上面可直接枚举的属性。这些属性的顺序与手动遍历该对象属性时的一致。
// simple array
var arr = ["a", "b", "c"];
console.log(Object.keys(arr)); // console: ["0", "1", "2"]

// array like object
var obj = { 0: "a", 1: "b", 2: "c" };
console.log(Object.keys(obj)); // console: ["0", "1", "2"]

// array like object with random key ordering
var anObj = { 100: "a", 2: "b", 7: "c" };
console.log(Object.keys(anObj)); // console: ["2", "7", "100"]

// getFoo is a property which isn"t enumerable
var myObj = Object.create({}, {
  getFoo: {
    value: function () { return this.foo; }
  } 
});
myObj.foo = 1;
console.log(Object.keys(myObj)); // console: ["foo"]

/**/
function* objectEntries() {
  let propKeys = Object.keys(this);
  for (let propKey of propKeys) {
    yield [propKey, this[propKey]];
  }
}

let jane = { first: "Jane", last: "Doe" };
jane[Symbol.iterator] = objectEntries;

for (let [key, value] of jane) {
  console.log(`${key}: ${value}`);
}
// first: Jane
// last: Doe

除了for...of循环以外,扩展运算符(...)、解构赋值和Array.from方法内部调用的,都是遍历器接口。这意味着,它们都可以将 Generator 函数返回的 Iterator 对象,作为参数。

function* numbers () {
  yield 1
  yield 2
  return 3
  yield 4
}

// 扩展运算符
[...numbers()] // [1, 2]

// Array.from 方法
Array.from(numbers()) // [1, 2]

// 解构赋值
let [x, y] = numbers();
x // 1
y // 2

// for...of 循环
for (let n of numbers()) {
  console.log(n)
}
// 1
// 2

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