Js的Generator函数(二)

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Generator 组合

Generator 组合(composition)是 generator 的一个特殊功能,它允许透明地(transparently)将 generator 彼此“嵌入(embed)”到一起。

例如,我们有一个生成数字序列的函数:

function* generateSequence(start, end) {
  for (let i = start; i <= end; i++) yield i;
}

现在,我们想重用它来生成一个更复杂的序列:

  • 首先是数字 0..9(字符代码为 48…57),
  • 接下来是大写字母 A..Z(字符代码为 65…90)
  • 接下来是小写字母 a...z(字符代码为 97…122)

我们可以对这个序列进行应用,例如,我们可以从这个序列中选择字符来创建密码(也可以添加语法字符),但让我们先生成它。

在常规函数中,要合并其他多个函数的结果,我们需要调用它们,存储它们的结果,最后再将它们合并到一起。

对于 generator 而言,我们可以使用 yield* 这个特殊的语法来将一个 generator “嵌入”(组合)到另一个 generator 中:

组合的 generator 的例子:

function* generateSequence(start, end) {
  for (let i = start; i <= end; i++) yield i;
}

function* generatePasswordCodes() {

// 0..9
  yield* generateSequence(48, 57);

  // A..Z
  yield* generateSequence(65, 90);

  // a..z
  yield* generateSequence(97, 122);

}

let str = '';

for(let code of generatePasswordCodes()) {
  str += String.fromCharCode(code);
}

alert(str); // 0..9A..Za..z

yield* 指令将执行 委托 给另一个 generator。这个术语意味着 yield* gen 在 generator gen 上进行迭代,并将其产出(yield)的值透明地(transparently)转发到外部。就好像这些值就是由外部的 generator yield 的一样。

执行结果与我们内联嵌套 generator 中的代码获得的结果相同:

function* generateSequence(start, end) {
  for (let i = start; i <= end; i++) yield i;
}

function* generateAlphaNum() {

// yield* generateSequence(48, 57);
  for (let i = 48; i <= 57; i++) yield i;

  // yield* generateSequence(65, 90);
  for (let i = 65; i <= 90; i++) yield i;

  // yield* generateSequence(97, 122);
  for (let i = 97; i <= 122; i++) yield i;

}

let str = '';

for(let code of generateAlphaNum()) {
  str += String.fromCharCode(code);
}

alert(str); // 0..9A..Za..z

Generator 组合(composition)是将一个 generator 流插入到另一个 generator 流的自然的方式。它不需要使用额外的内存来存储中间结果。


“yield” 是一条双向路

目前看来,generator 和可迭代对象类似,都具有用来生成值的特殊语法。但实际上,generator 更加强大且灵活。

这是因为 yield 是一条双向路(two-way street):它不仅可以向外返回结果,而且还可以将外部的值传递到 generator 内。

调用 generator.next(arg),我们就能将参数 arg 传递到 generator 内部。这个 arg 参数会变成 yield 的结果。

我们来看一个例子:

function* gen() {
// 向外部代码传递一个问题并等待答案
  let result = yield "2 + 2 = ?"; // (*)

  alert(result);
}

let generator = gen();

let question = generator.next().value; // <-- yield 返回的 value

generator.next(4); // --> 将结果传递到 generator 中

image.png

  1. 第一次调用 generator.next() 应该是不带参数的(如果带参数,那么该参数会被忽略)。它开始执行并返回第一个 yield "2 + 2 = ?" 的结果。此时,generator 执行暂停,而停留在 (*) 行上。
  2. 然后,正如上面图片中显示的那样,yield 的结果进入调用代码中的 question 变量。
  3. 在 generator.next(4),generator 恢复执行,并获得了 4 作为结果:let result = 4

请注意,外部代码不必立即调用 next(4)。外部代码可能需要一些时间。这没问题:generator 将等待它。

例如:

// 一段时间后恢复 generator
setTimeout(() => generator.next(4), 1000);

我们可以看到,与常规函数不同,generator 和调用 generator 的代码可以通过在 next/yield 中传递值来交换结果。

为了讲得更浅显易懂,我们来看另一个例子,其中包含了许多调用:

function* gen() {
  let ask1 = yield "2 + 2 = ?";

  alert(ask1); // 4

  let ask2 = yield "3 * 3 = ?"

  alert(ask2); // 9
}

let generator = gen();

alert( generator.next().value ); // "2 + 2 = ?"

alert( generator.next(4).value ); // "3 * 3 = ?"

alert( generator.next(9).done ); // true

执行图:

image.png

  1. 第一个 .next() 启动了 generator 的执行……执行到达第一个 yield
  2. 结果被返回到外部代码中。
  3. 第二个 .next(4) 将 4 作为第一个 yield 的结果传递回 generator 并恢复 generator 的执行。
  4. ……执行到达第二个 yield,它变成了 generator 调用的结果。
  5. 第三个 next(9) 将 9 作为第二个 yield 的结果传入 generator 并恢复 generator 的执行,执行现在到达了函数的最底部,所以返回 done: true

这个过程就像“乒乓球”游戏。每个 next(value)(除了第一个)传递一个值到 generator 中,该值变成了当前 yield 的结果,然后获取下一个 yield 的结果。


generator.throw

正如我们在上面的例子中观察到的那样,外部代码可能会将一个值传递到 generator,作为 yield 的结果。

……但是它也可以在那里发起(抛出)一个 error。这很自然,因为 error 本身也是一种结果。

要向 yield 传递一个 error,我们应该调用 generator.throw(err)。在这种情况下,err 将被抛到对应的 yield 所在的那一行。

例如,"2 + 2?" 的 yield 导致了一个 error:

function* gen() {
  try {
    let result = yield "2 + 2 = ?"; // (1)

    alert("The execution does not reach here, because the exception is thrown above");
  } catch(e) {
    alert(e); // 显示这个 error
  }
}

let generator = gen();

let question = generator.next().value;

generator.throw(new Error("The answer is not found in my database")); // (2) 

在第二行引入到 generator 的 error 导致了在第一行中的 yield 出现了一个异常。在上面这个例子中,try..catch 捕获并显示了这个 error。

如果我们没有捕获它,那么就会像其他的异常一样,它将从 generator “掉出”到调用代码中。

调用代码的当前行是 generator.throw 所在的那一行,标记为 (2)。所以我们可以在这里捕获它,就像这样:

function* generate() {
  let result = yield "2 + 2 = ?"; // 这行出现 error
}

let generator = generate();

let question = generator.next().value;

try {
  generator.throw(new Error("The answer is not found in my database"));
} catch(e) {
  alert(e); // 显示这个 error
} 

如果我们没有在那里捕获这个 error,那么,通常,它会掉入外部调用代码(如果有),如果在外部也没有被捕获,则会杀死脚本。


总结

  • Generator 是通过 generator 函数 function* f(…) {…} 创建的。
  • 在 generator(仅在)内部,存在 yield 操作。
  • 外部代码和 generator 可能会通过 next/yield 调用交换结果。

在现代 JavaScript 中,generator 很少被使用。但有时它们会派上用场,因为函数在执行过程中与调用代码交换数据的能力是非常独特的。而且,当然,它们非常适合创建可迭代对象。


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