迭代器
什么是迭代器(Iterator)?
迭代器(Iterator)就是这样一种机制。它是一种接口,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,就可以完成遍历操作(即依次处理该数据结构的所有成员)。
Iterator 的作用有三个:一是为各种数据结构,提供一个统一的、简便的访问接口;二是使得数据结构的成员能够按某种次序排列;三是 ES6 创造了一种新的遍历命令for...of
循环,Iterator 接口主要供for...of
消费。
迭代器是一个拥有next()方法的特殊对象,每次调用next()都返回一个结果对象。这个对象有两个键值对,分别是value和done,value就是迭代器每次返回的结果,而done则标志着迭代器是否结束。我们可以用es5的语法来模拟一个迭代器。
1 | var it = makeIterator(['a', 'b']); |
Iterator 的遍历过程是这样的。
(1)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,遍历器对象本质上,就是一个指针对象。
(2)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。
(3)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。
(4)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。其中,value
属性是当前成员的值,done
属性是一个布尔值,表示遍历是否结束。
上面代码定义了一个makeIterator
函数,它是一个遍历器生成函数,作用就是返回一个遍历器对象。对数组['a', 'b']
执行这个函数,就会返回该数组的遍历器对象(即指针对象)it
。
指针对象的next
方法,用来移动指针。开始时,指针指向数组的开始位置。然后,每次调用next
方法,指针就会指向数组的下一个成员。第一次调用,指向a
;第二次调用,指向b
。
next
方法返回一个对象,表示当前数据成员的信息。这个对象具有value
和done
两个属性,value
属性返回当前位置的成员,done
属性是一个布尔值,表示遍历是否结束,即是否还有必要再一次调用next
方法。
总之,调用指针对象的next
方法,就可以遍历事先给定的数据结构。
由于 Iterator 只是把接口规格加到数据结构之上,所以,遍历器与它所遍历的那个数据结构,实际上是分开的,完全可以写出没有对应数据结构的遍历器对象,或者说用遍历器对象模拟出数据结构。
可迭代(Iterable)对象
在es6中,所有的集合对象(数组,set,map)还有字符串都是可迭代对象,而可迭代对象都绑定了默认的迭代器,我们可以使用es6的新语法for-of
来使用这些迭代器。
for-of
循环,可作用在可迭代对象上,正是利用了可迭代对象上的默认迭代器。大致过程是:for-of
循环每执行一次都会调用可迭代对象的next()方法,并将迭代器返回的结果对象的value属性存储在变量中,循环将继续执行这一过程直到返回对象的done
属性的值为true
。
访问默认的迭代器
可迭代对象,都有一个Symbol.iterator方法(不知道Symbol是什么的可以看一下Symbol),for-of
循环时,通过调用colors
数组的Symbol.iterator方法来获取默认迭代器的,这一过程是在JavaScript
引擎背后完成的。
我们可以主动获取一下这个默认迭代器来感受一下:
1 | let values = [1, 2, 3]; |
在这段代码中,通过Symbol.iterator获取了数组values的默认迭代器,并用它遍历数组中的元素。在JavaScript引擎中执行for-of循环语句也是类似的处理过程。
用Symbol.iterator属性来检测对象是否为可迭代对象:
1 | function isIterator(object) { |
创建可迭代对象
当我们在创建对象时,给Symbol.iterator属性添加一个生成器,则可以将其变成可迭代对象:
这里不用担心在for-of的时候会把迭代器也给遍历出来。
可以看到我们自定义的可迭代对象其实就是添加了键值为Symbol.iterator的函数,该函数就是在利用items这个array默认的迭代器。
当我们在collection上调用for-of的时候,其实就是调用collection的Symbol.iterator函数。
综上所述,其实一个对象是否可迭代就是看它有没有一个Symbol.iterator函数子对象,默认情况下数组,集合,字符串有,所以他们可以直接使用for-of,但是当我们给一个对象添加Symbol.iterator函数时,它也可以调用for-of
1 | let collection = { |
内建迭代器
ES6
中的集合对象,数组、Set
集合和Map
集合,都内建了三种迭代器:
- entries() 返回一个迭代器,其值为多个键值对。
如果是数组,第一个元素是索引位置;如果是Set
集合,第一个元素与第二个元素一样,都是值。 - values() 返回一个迭代器,其值为集合的值。
- keys() 返回一个迭代器,其值为集合中的所有键名。
如果是数组,返回的是索引;如果是Set
集合,返回的是值(Set
的值被同时用作键和值)。
默认迭代器
每个集合类型都有一个默认的迭代器,在for-of循环中,如果没有显式指定则使用默认的迭代器。按常规使用习惯,我们很容易猜到,数组和Set
集合的默认迭代器是values(),Map
集合的默认迭代器是entries()。
调用迭代器的场合
有一些场合会默认调用 Iterator 接口(即Symbol.iterator
方法),除了下文会介绍的for...of
循环,还有几个别的场合。
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。
1 | let set = new Set().add('a').add('b').add('c'); |
扩展运算符
扩展运算符(…)也会调用默认的 Iterator 接口。
1 | // 例一 |
上面代码的扩展运算符内部就调用 Iterator 接口。
实际上,这提供了一种简便机制,可以将任何部署了 Iterator 接口的数据结构,转为数组。也就是说,只要某个数据结构部署了 Iterator 接口,就可以对它使用扩展运算符,将其转为数组。
1 | let arr = [...iterable]; |
yield*
yield*
后面跟的是一个可遍历的结构,它会调用该结构的遍历器接口。
1 | let generator = function* () { |
其他场合
由于数组的遍历会调用遍历器接口,所以任何接受数组作为参数的场合,其实都调用了遍历器接口。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()
迭代器的高级功能
给迭代器传参
前面我们看到,在迭代器内部使用yield关键字可以生成值,在外面可以用迭代器的next()方法获得返回值。
其实next()方法还可以接收参数,这个参数的值就会代替生成器内部上一条yield语句的返回值。
1 | function *createIterator() { |
遍历器对象的 return(),throw()
遍历器对象除了具有next
方法,还可以具有return
方法和throw
方法。如果你自己写遍历器对象生成函数,那么next
方法是必须部署的,return
方法和throw
方法是否部署是可选的。
return
方法的使用场合是,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。如果一个对象在完成遍历前,需要清理或释放资源,就可以部署return
方法。
1 | function readLinesSync(file) { |
上面代码中,函数readLinesSync
接受一个文件对象作为参数,返回一个遍历器对象,其中除了next
方法,还部署了return
方法。下面的两种情况,都会触发执行return
方法。
1 | // 情况一 |
上面代码中,情况一输出文件的第一行以后,就会执行return
方法,关闭这个文件;情况二会在执行return
方法关闭文件之后,再抛出错误。
注意,return
方法必须返回一个对象,这是 Generator 规格决定的。
throw
方法主要是配合 Generator 函数使用,一般的遍历器对象用不到这个方法。
什么是生成器(Generator)?
生成器其实就是es6语法提供给我们的封装好的语法糖,它的效果与刚才我们模拟实现的迭代器大致相同,但是有了生成器,我们就不必每次都自己实现迭代器。
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
。
1 | function *createIterator(items) { |
上面,我们用ES6
的生成器,大大简化了迭代器的创建过程。我们给生成器函数createIterator()传入一个items数组,函数内部,for循环不断从数组中生成新的元素放入迭代器中,每遇到一个yield
语句循环都会停止;每次调用迭代器的next()方法,循环便继续运行并停止在下一条yield
语句处。
生成器的创建方式
生成器是个函数:
1 | function *createIterator(items) { ... } |
可以用函数表达式方式书写:
1 | let createIterator = function *(item) { ... } |
也可以添加到对象中,ES5
风格对象字面量:
1 | let o = { |
ES6
风格的对象方法简写方式:
1 | let o = { |
参考链接:
https://es6.ruanyifeng.com/#docs/generator