JavaScript中的迭代器和可迭代对象与生成器

更新时间：2022年09月16日 14:28:01 作者：一只小ice

这篇文章主要介绍了JavaScript中的迭代器和可迭代对象与生成器，文章围绕主题展开详细的内容介绍，具有一定的参考价值，需要的小伙伴可以参考一下

1. 什么是迭代器？

概念：迭代器（iterator），是确使用户可在容器对象（container，例如链表或数组）上遍访的对象[1][2][3]，设计人员使用此接口无需关心容器对象的内存分配的实现细节。
JS中的迭代器

其本质就是一个对象，符合迭代器协议（iterator protocol）
迭代器协议
其对象返回一个next函数
调用next函数返回一个对象，其对象中包含两个属性
- done(完成)，它的值为布尔类型，也就是true/false。
  - 如果这个迭代器没有迭代完成即返回{done:false}
  - 当这个迭代器完成了即返回{done:true}
- value(值)，它可以返回js中的任何值，TS中表示可为:value:any类型

1.1 迭代器的基本实现

思考以下代码:

let index = 0
const bears = ['ice', 'panda', 'grizzly']

let iterator = {
  next() {
    if (index < bears.length) {
      return { done: false, value: bears[index++] }
    }

    return { done: true, value: undefined }
  }
}
console.log(iterator.next()) //{ done: false, value: 'ice' }
console.log(iterator.next()) //{ done: false, value: 'panda' }
console.log(iterator.next()) //{ done: false, value: 'grizzly' }
console.log(iterator.next()) //{ done: true, value: undefined }

是一个对象，实现了next方法，next方法返回了一个对象，有done属性和value属性，且key的值类型也为boolean或any，符合迭代器协议，是一个妥妥的迭代器没跑了。
弊端
- 违背了高内聚思想，明明index和iterator对象是属于一个整体，我却使用了全局变量，从V8引擎的GC，可达性(也就是标记清除)来看，如果bears = null ，不手动设置为null很有可能会造成内存泄漏，并且内聚性低。
- 假如我要创建一百个迭代器对象呢？那我就自己定义一百遍吗？肯定错误的，我们要把它封装起来，这样内聚性又高，又能进行复用，一举两得，一石二鸟，真的是very beautiful,very 优雅。

1.2 迭代器的封装实现

思考一下代码：

const bears = ['ice', 'panda', 'grizzly']

function createArrIterator(arr) {
  let index = 0

  let _iterator = {
    next() {
      if (index < arr.length) {
        return { done: false, value: arr[index++] }
      }

      return { done: true, value: undefined }
    }
  }
  return _iterator
}
let iter = createArrIterator(bears)

console.log(iter.next())
console.log(iter.next())
console.log(iter.next())
console.log(iter.next())

内聚性非常高，尽最大可能进行了复用，减少冗余代码

2. 什么是可迭代对象

迭代器对象和可迭代对象是一个不同的东西，虽然它们存在关联，而且面试的时候经常面这些概念，废话不多说，我们直接进入主题。

首先就是一个对象，且符合可迭代对象协议(iterable protocol)
可迭代对象协议
实现了[Symbol.iterator]为key的方法，且这个方法返回了一个迭代器对象
绕了一大圈终于把概念搞明白了，那可迭代对象有什么好处呢？有什么应用场景呢？
for of 的时候，其本质就是调用的这个函数，也就是[Symbol.iterator]为key的方法

2.1 原生可迭代对象(JS内置)

String
Array
Set
NodeList 类数组对象
Arguments 类数组对象
Map

2.1.1 部分for of 演示

let str = 'The Three Bears'

const bears = ['ice', 'panda', 'grizzly']

for( let text of str) {
  console.log(text) //字符串每个遍历打印
}

for( let bear of bears) {
  console.log(bear)
}
 //ice panda grizzly

2.1.2 查看内置的[Symbol.iterator]方法

上面给大家举例了很多可迭代对象，那它们必定是符合可迭代对象协议的，思考以下代码

const bears = ['ice', 'panda', 'grizzly']
//数组的Symbol.iterator方法
const iter = bears[Symbol.iterator]()

console.log(iter.next())
console.log(iter.next())
console.log(iter.next())
console.log(iter.next())

const nickName = 'ice'
//字符串的Symbol.iterator方法
const strIter = nickName[Symbol.iterator]()

console.log(strIter.next())
console.log(strIter.next())
console.log(strIter.next())
console.log(strIter.next())

2.2 可迭代对象的实现

let info = {
  bears: ['ice', 'panda', 'grizzly'],
  [Symbol.iterator]: function() {
    let index = 0
    let _iterator = {
       //这里一定要箭头函数，或者手动保存上层作用域的this
       next: () => {
        if (index < this.bears.length) {
          return { done: false, value: this.bears[index++] }
        }
  
        return { done: true, value: undefined }
      }
    }

    return _iterator
  }
}

let iter = info[Symbol.iterator]()
console.log(iter.next())
console.log(iter.next())
console.log(iter.next())
console.log(iter.next())

//符合可迭代对象协议 就可以利用 for of 遍历
for (let bear of info) {
  console.log(bear)
}
//ice panda grizzly

符合可迭代对象协议，是一个对象，有[Symbol.iterator]方法，并且这个方法返回了一个迭代器对象。
当我利用for of 遍历，就会自动的调用这个方法。

2.3 可迭代对象的应用

for of
展开语法
解构语法
promise.all(iterable)
promise.race(iterable)
Array.from(iterable)
...

2.4 自定义类迭代实现

class myInfo {
  constructor(name, age, friends) {
    this.name = name
    this.age = age
    this.friends = friends
  }

  [Symbol.iterator]() {
    let index = 0

    let _iterator = {
      next: () => {
        const friends = this.friends
        if (index < friends.length) {
          return {done: false, value: friends[index++]}
        }

        return {done: true, value: undefined}
      }
    }

    return _iterator
  }
}
const info = new myInfo('ice', 22, ['panda','grizzly'])

for (let bear of info) {
  console.log(bear)
}
//panda
//grizzly

此案例只是简单的对friends进行了迭代，你也可以迭代你想要的一切东西...
记住此案例，后续我们会对这个案例进行重构，优雅的会让你不能用言语来形容。

3. 生成器函数

生成器是ES6新增的一种可以对函数控制的方案，能灵活的控制函数的暂停执行，继续执行等。

生成器函数和普通函数的不同

定义: 普通函数function定义，生成器函数function*，要在后面加*
生成器函数可以通过 yield 来控制函数的执行
生成器函数返回一个生成器(generator)，生成器是一个特殊的迭代器

3.1 生成器函数基本实现

function* bar() {
  console.log('fn run')
}

bar()

我们会发现，这个函数竟然没有执行。我们前面说过，它是一个生成器函数，它的返回值是一个生成器，同时也是一个特殊的迭代器，所以跟普通函数相比，好像暂停了，那如何让他执行呢？接下来我们进一步探讨。

3.2 生成器函数单次执行

function* bar() {
  console.log('fn run')
}

const generator = bar()

console.log(generator.next())
//fn run
//{ value: undefined, done: true }

返回了一个生成器，我们调用next方法就可以让函数执行，并且next方法是有返回值的，我们上面讲迭代器的时候有探讨过，而value没有返回值那就是undefined。那上面说的yield关键字在哪，到底是如何控制函数的呢？是如何用的呢？

3.3 生成器函数多次执行

function* bar() {
  console.log('fn run start')
  yield 100
  console.log('fn run...')
  yield 200
  console.log('fn run end')
  return 300
}

const generator = bar()

//1. 执行到第一个yield，暂停之后，并且把yield的返回值 传入到value中
console.log(generator.next())
//2. 执行到第一个yield，暂停之后，并且把yield的返回值 传入到value中
console.log(generator.next())
//3. 执行剩余代码
console.log(generator.next())

//打印结果:
//fn run start
//{done:false, value: 100}
//fn run...
//{done:false, value: 200}
//fn run end
//{done:true, value: 300}

现在我们恍然大悟，每当调用next方法的时候，代码就会开始执行，执行到yield x，后就会暂停，等待下一次调用next继续往下执行，周而复始，没有了yield关键字，进行最后一次next调用返回done:true。

3.4 生成器函数的分段传参

我有一个需求，既然生成器能控制函数分段执行，我要你实现一个分段传参。

思考以下代码:

function* bar(nickName) {
  const str1 = yield nickName
  const str2 = yield str1 + nickName
  return str2 + str1 + nickName
}
const generator = bar('ice')
console.log(generator.next())
console.log(generator.next('panda '))
console.log(generator.next('grizzly '))
console.log(generator.next())

// { value: 'ice', done: false }
// { value: 'panda ice', done: false }
// { value: 'grizzly panda ice', done: true }
// { value: undefined, done: true }

如果没有接触过这样的代码会比较奇怪
- 当我调用next函数的时候，yield的左侧是可以接受参数的，也并不是所有的next方法的实参都能传递到生成器函数内部
- yield左侧接收的，是第二次调用next传入的实参，那第一次传入的就没有yield关键字接收，所有只有当我调用bar函数的时候传入。
- 最后一次next调用，传入的参数我也调用不了，因为没有yield关键字可以接收了。
很多开发者会疑惑，这样写有什么用呢？可读性还差，但是在处理异步数据的时候就非常有用了，后续会在promise中文章中介绍。

3.5 生成器代替迭代器

前面我们讲到，生成器是一个特殊的迭代器，那生成器必定是可以代替迭代器对象的，思考以下代码。

let bears = ['ice','panda','grizzly']

function* createArrIterator(bears) {
  for (let bear of bears) {
    yield bear
  }
}
const generator = createArrIterator(bears)
console.log(generator.next())
console.log(generator.next())
console.log(generator.next())
console.log(generator.next())

其实这里还有一种语法糖的写法yield*

yield* 依次迭代这个可迭代对象，相当于遍历拿出每一项 yield item(伪代码)

思考以下代码:

let bears = ['ice','panda','grizzly']

function* createArrIterator(bears) {
  yield* bears
}
const generator = createArrIterator(bears)
console.log(generator.next())
console.log(generator.next())
console.log(generator.next())
console.log(generator.next())

依次迭代这个可迭代对象，返回每个item值

4. 可迭代对象的终极封装

class myInfo {
  constructor(name, age, friends) {
    this.name = name
    this.age = age
    this.friends = friends
  }
  *[Symbol.iterator]() {
    yield* this.friends
  }
}
const info = new myInfo('ice', 22, ['panda','grizzly'])
for (let bear of info) {
  console.log(bear)
}

//panda
//grizzly

回顾以下可迭代对象协议
- 是一个对象并且有[Symbol.iterator]方法
- 这个方法返回一个迭代器对象生成器函数返回一个生成器，是一个特殊的迭代器

5. 总结

5.1 迭代器对象

本质就是一个对象，要符合迭代器协议
有自己对应的next方法，next方法则返回一组数据{done:boolean, value:any}

5.2 可迭代对象

本质就是对象，要符合可迭代对象协议
有[Symbol.iterator]方法，并且调用这个方法返回一个迭代器

5.3 生成器函数

可以控制函数的暂停执行和继续执行
通过function* bar() {} 这种形式定义
不会立马执行，而是返回一个生成器，生成器是一个特殊的迭代器对象
yield 关键字可以控制函数分段执行
调用返回生成器的next方法进行执行

到此这篇关于JavaScript中的迭代器和可迭代对象与生成器的文章就介绍到这了,更多相关JavaScript迭代器内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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