ES6(11)Iterator（遍历器、迭代器） 和 for...of 循环

甘草倚半夏
481 阅读4分钟

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

  • 1、为各种数据结构，提供一个统一的、简便的访问接口
  • 2、使得数据结构的成员能够按某种次序排列
  • 3、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

Iterator 的遍历过程

（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，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，表示遍历是否结束 只要done返回true，value就是undefined

模拟next，写法特别经典

var it = makeIterator(['a', 'b']);

it.next() // { value: "a", done: false }
it.next() // { value: "b", done: false }
it.next() // { value: undefined, done: true }

function makeIterator(array) {
  var nextIndex = 0;
  return {
    next: function() {
      return nextIndex < array.length ?
        {value: array[nextIndex++], done: false} :
        {value: undefined, done: true};
    }
  };
}

从上面代码可以看出，遍历器与它所遍历的那个数据结构，实际上是分开的(不是同一个对象)，完全可以用遍历器对象模拟出数据结构。

无限运行的遍历器对象的例子

var it = idMaker();

it.next().value // 0
it.next().value // 1
it.next().value // 2
// ...

function idMaker() {
  var index = 0;

  return {
    next: function() {
      return {value: index++, done: false};
    }
  };
}

默认 Iterator 接口

Iterator 接口的目的，就是为所有数据结构，提供了一种统一的访问机制，即for...of循环

当使用for...of循环遍历某种数据结构时，该循环会自动去寻找 Iterator 接口。

一种数据结构只要部署了 Iterator 接口，我们就称这种数据结构是“可遍历的”（iterable）。

ES6 规定，Iterator接口默认部署在数据结构的Symbol.iterator属性

一个数据结构只要具有Symbol.iterator属性，就可以认为是“可遍历的”（iterable）

  • 1、Symbol.iterator属性本身是一个函数，就是当前数据结构默认的遍历器生成函数。执行这个函数，就会返回一个遍历器
  • 2、属性名Symbol.iterator，必须要放在方括号内 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，所以必须要放在方括号内
const obj = {
  [Symbol.iterator] : function () {
    return {
      next: function () {
        return {
          value: 1,
          done: true
        };
      }
    };
  }
};

上面代码中，对象obj因为具有Symbol.iterator属性所以是可遍历的（iterable）。

执行这个属性，会返回一个遍历器对象。

Symbol.iterator对象的根本特征就是具有next方法

每次调用next方法，都会返回一个代表当前成员的信息对象，具有value和done两个属性。

原生具备 Iterator 接口

以下数据结构原生部署了Symbol.iterator属性，不用任何处理，就可以被for...of循环遍历

  • Array ： let iter = arr[Symbol.iterator]()
  • Map ： let iter = m[Symbol.iterator]()
  • Set
  • String
  • TypedArray
  • 函数的 arguments 对象
  • NodeList 对象
let arr = ['a', 'b', 'c'];
let iter = arr[Symbol.iterator]();

iter.next() // { value: 'a', done: false }
iter.next() // { value: 'b', done: false }
iter.next() // { value: 'c', done: false }
iter.next() // { value: undefined, done: true }

为对象添加 Iterator 接口的例子:

一个对象如果要具备可被for...of循环调用的 Iterator 接口，就必须在Symbol.iterator的属性上部署遍历器生成方法（原型链上的对象具有该方法也可）。

let obj = {
  data: [ 'hello', 'world' ],
  [Symbol.iterator]() {
    const self = this;
    let index = 0;
    return {
      next() {
        if (index < self.data.length) {
          return {
            value: self.data[index++],
            done: false
          };
        } else {
          return { value: undefined, done: true };
        }
      }
    };
  }
};

对于"类数组"的对象(类数组转化为数组遍历)

简便方法是类数组Symbol.iterator方法直接引用数组的 Iterator 接口，NodeList.prototype[Symbol.iterator] = Array.prototype[Symbol.iterator];

对于类数组（存在数值键名和length属性），部署 Iterator 接口，有一个简便方法，就是Symbol.iterator方法直接引用数组的 Iterator 接口。

NodeList.prototype[Symbol.iterator] = Array.prototype[Symbol.iterator];
// 或者
NodeList.prototype[Symbol.iterator] = [][Symbol.iterator];

[...document.querySelectorAll('div')] // 可以执行了

let iterable = {
  0: 'a',
  1: 'b',
  2: 'c',
  length: 3,
  [Symbol.iterator]: Array.prototype[Symbol.iterator]
};
for (let item of iterable) {
  console.log(item); // 'a', 'b', 'c'
}

注意，普通对象部署数组的Symbol.iterator方法，并无效果，必须自定义

//键名不是数字的对象
let iterable = {
  a: 'a',
  b: 'b',
  c: 'c',
  length: 3,
  [Symbol.iterator]: Array.prototype[Symbol.iterator]
};
for (let item of iterable) {
  console.log(item); // undefined, undefined, undefined
}

有了遍历器接口也可以使用while循环遍历

let iterable = {
  a: 'a',
  b: 'b',
  c: 'c',
  length: 3
};

var $iterator = iterable[Symbol.iterator]();
var $result = $iterator.next();
while (!$result.done) {
  var x = $result.value;
  // ...
  $result = $iterator.next();
}

上面代码中，ITERABLE代表某种可遍历的数据结构，$iterator是它的遍历器对象。

会默认调用 Iterator 接口的场合

（1）解构赋值(对数组和Set结构进行解构赋值)

对数组和Set结构进行解构赋值时，会默认调用Symbol.iterator方法。

let set = new Set().add('a').add('b').add('c');

let [x,y] = set;
// x='a'; y='b'

let [first, ...rest] = set;
// first='a'; rest=['b','c'];

（2）扩展运算符（...）

扩展运算符（...）也会调用默认的 Iterator 接口。

// 例一
var str = 'hello';
[...str] //  ['h','e','l','l','o']

// 例二
let arr = ['b', 'c'];
['a', ...arr, 'd']
// ['a', 'b', 'c', 'd']

扩展运算符（...）可以将任何部署了 Iterator 接口的数据结构，转为数组。

let arr = [...iterable];

（3）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。

let generator = function* () {
  yield 1;
  yield* [2,3,4];
  yield 5;
};

var iterator = generator();

iterator.next() // { value: 1, done: false }
iterator.next() // { value: 2, done: false }
iterator.next() // { value: 3, done: false }
iterator.next() // { value: 4, done: false }
iterator.next() // { value: 5, done: false }
iterator.next() // { value: undefined, done: true }

（4）其他场合(任何接受数组作为参数的场合)

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()

字符串的 Iterator 接口

字符串是一个类似数组的对象，也原生具有 Iterator 接口

var someString = "hi";
typeof someString[Symbol.iterator]
// "function"

var iterator = someString[Symbol.iterator]();

iterator.next()  // { value: "h", done: false }
iterator.next()  // { value: "i", done: false }
iterator.next()  // { value: undefined, done: true }

可以覆盖原生的Symbol.iterator方法，达到修改遍历器行为的目的

var str = new String("hi");

[...str] // ["h", "i"]

str[Symbol.iterator] = function() {
  return {
    next: function() {
      if (this._first) {
        this._first = false;
        return { value: "bye", done: false };
      } else {
        return { done: true };
      }
    },
    _first: true
  };
};

[...str] // ["bye"]
str // "hi"

Iterator 接口与 Generator 函数

let myIterable = {
  [Symbol.iterator]: function* () {
    yield 1;
    yield 2;
    yield 3;
  }
}
[...myIterable] // [1, 2, 3]

// 或者采用下面的简洁写法

let obj = {
  * [Symbol.iterator]() {
    yield 'hello';
    yield 'world';
  }
};

for (let x of obj) {
  console.log(x);
}
// "hello"
// "world"

上面代码中，Symbol.iterator方法几乎不用部署任何代码，只要用 yield 命令给出每一步的返回值即可。

遍历器对象的 return()，throw()

return方法的使用场合：

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

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

function readLinesSync(file) {
  return {
    [Symbol.iterator]() {
      return {
        next() {
          return { done: false };
        },
        return() {
          file.close();
          return { done: true };
        }
      };
    },
  };
}

下面的两种情况，都会触发执行return方法。

// 情况一
for (let line of readLinesSync(fileName)) {
  console.log(line);
  break;
}

// 情况二
for (let line of readLinesSync(fileName)) {
  console.log(line);
  throw new Error();
}

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。

for...of 循环,遍历所有数据结构的统一的方法

作为遍历所有数据结构的统一的方法。

一个数据结构只要部署了Symbol.iterator属性，就被视为具有 iterator 接口，就可以用for...of循环遍历它的成员。

也就是说，for...of循环内部调用的是数据结构的Symbol.iterator方法。

for...of循环可以使用的范围，只要部署了Symbol.iterator属性

  • 数组
  • Set
  • Map 结构
  • 某些类似数组的对象（比如arguments对象、DOM NodeList 对象）、后文的 Generator 对象，以及字符串

对于普通的对象，for...of结构不能直接使用，会报错

必须部署了 Iterator 接口后才能使用。但是，这样情况下，for...in循环依然可以用来遍历键名

let es6 = {
  edition: 6,
  committee: "TC39",
  standard: "ECMA-262"
};

for (let e in es6) {
  console.log(e);
}
// edition
// committee
// standard

for (let e of es6) {
  console.log(e);
}
// TypeError: es6[Symbol.iterator] is not a function

与其他遍历语法的比较

for循环

这种写法比较麻烦

for (var index = 0; index < myArray.length; index++) {
  console.log(myArray[index]);
}

forEach方法,无法中途跳出forEach循环，break命令或return命令都不能奏效

myArray.forEach(function (value) {
  console.log(value);
});

for...in循环可以遍历数组的键名,主要是为遍历对象而设计的，不适用于遍历数组

for...in循环有几个缺点。

  • 数组的键名是数字，但是for...in循环是以字符串作为键名“0”、“1”、“2”等等。
  • for...in循环不仅遍历数字键名，还会遍历手动添加的其他键，甚至包括原型链上的键。
  • 某些情况下，for...in循环会以任意顺序遍历键名。

总之，for...in循环主要是为遍历对象而设计的，不适用于遍历数组。

for...of循环相比上面几种做法，有一些显著的优点

for (let value of myArray) {
  console.log(value);
}
  • 1、有着同for...in一样的简洁语法，但是没有for...in那些缺点
  • 2、不同于forEach方法，它可以与break、continue和return配合使用
  • 3、提供了遍历所有数据结构的统一操作接口
  • 4、可以使用return、 break 语句，跳出for...of循环
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