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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(详见下文)。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,默认的 Iterator 接口部署在数据结构的Symbol.iterator属性,或者说,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)。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。至于属性名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
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ES6 的有些数据结构原生具备 Iterator 接口(比如数组),即不用任何处理,就可以被for...of循环遍历。原因在于,这些数据结构原生部署了Symbol.iterator属性(详见下文),另外一些数据结构没有(比如对象)。凡是部署了Symbol.iterator属性的数据结构,就称为部署了遍历器接口。调用这个接口,就会返回一个遍历器对象。
原生具备 Iterator 接口的数据结构如下。
- Array
- Map
- Set
- String
- TypedArray
- 函数的 arguments 对象
- NodeList 对象
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对象(Object)之所以没有默认部署 Iterator 接口,是因为对象的哪个属性先遍历,哪个属性后遍历是不确定的,需要开发者手动指定。本质上,遍历器是一种线性处理,对于任何非线性的数据结构,部署遍历器接口,就等于部署一种线性转换。不过,严格地说,对象部署遍历器接口并不是很必要,因为这时对象实际上被当作 Map 结构使用,ES5 没有 Map 结构,而 ES6 原生提供了。
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)。
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。
(1)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');
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let [x,y] = set;
// x='a'; y='b'
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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']
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// 例二
let arr = ['b', 'c'];
['a', ...arr, 'd']
// ['a', 'b', 'c', 'd']
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。
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;
};
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var iterator = generator();
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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
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"
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var iterator = someStringSymbol.iterator;
\
iterator.next() // { value: "h", done: false }
iterator.next() // { value: "i", done: false }
iterator.next() // { value: undefined, done: true }
上面代码中,调用Symbol.iterator方法返回一个遍历器对象,在这个遍历器上可以调用 next 方法,实现对于字符串的遍历。
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");
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[...str] // ["h", "i"]
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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"
上面代码中,字符串 str 的Symbol.iterator方法被修改了,所以扩展运算符( ... )返回的值变成了bye,而字符串本身还是hi。
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类似数组的对象
类似数组的对象包括好几类。下面是for...of循环用于字符串、DOM NodeList 对象、arguments对象的例子。
计算生成的数据结构
有些数据结构是在现有数据结构的基础上,计算生成的。比如,ES6 的数组、Set、Map 都部署了以下三个方法,调用后都返回遍历器对象。
- entries() 返回一个遍历器对象,用来遍历[键名, 键值]组成的数组。对于数组,键名就是索引值;对于 Set,键名与键值相同。Map 结构的 Iterator 接口,默认就是调用entries方法。
- keys() 返回一个遍历器对象,用来遍历所有的键名。
- values() 返回一个遍历器对象,用来遍历所有的键值。
这三个方法调用后生成的遍历器对象,所遍历的都是计算生成的数据结构。
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for...of 循环
ES6 借鉴 C++、Java、C# 和 Python 语言,引入了for...of循环,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包括数组、Set 和 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。
6. 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。
function readLinesSync(file) {
return {
return {
next() {
return { done: false };
},
return() {
file.close();
return { done: true };
}
};
},
};
}
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。
// 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();
}
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 语法决定的。
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。请参阅《Generator 函数》一章。