前端人70%以上 不了解的迭代器/可迭代对象/生成器

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前端人70%以上 不了解的迭代器/可迭代对象/生成器

前言

  前文再续,书接上一回。上周一个偶然的机会写的一篇this指向,超出了我的意外,获得了许多的赞和收藏,所以我决定从现在开始,坚持每周用心写一篇有关于前端的技术文章(ES6和难理解的知识点)。一边用来巩固自己以前学习的知识,一边分享给大家,让大家也能有所收获。另外今天是中秋节,祝大家中秋节快乐,中秋节要吃月饼。

1. 什么是迭代器?

  概念(维基百科): 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
    1. 其对象返回一个next函数
    2. 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 }

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  1. 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booleanany,符合迭代器协议,是一个妥妥的迭代器没跑了。
  2. 弊端
    • 违背了高内聚思想,明明indexiterator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())
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  • 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
    1. 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?
    1. 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)

  1. String
  2. Array
  3. Set
  4. NodeList 类数组对象
  5. Arguments 类数组对象
  6. 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

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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())


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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
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  • 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

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  • 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()
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  • 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 }
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  • 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}
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  • 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 }

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  • 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())

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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())
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  • 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
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  • 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

  1. 本质就是一个对象,要符合迭代器协议
  2. 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

  1. 本质就是对象,要符合可迭代对象协议
  2. [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

  1. 可以控制函数的暂停执行和继续执行
  2. 通过function* bar() {} 这种形式定义
  3. 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
  4. yield 关键字可以控制函数分段执行
  5. 调用返回生成器的next方法进行执行

6. 结语

  • 坚持自律简单二字,却贯穿了我的前半生,我希望我能坚持做一件事,每天都能有所进步。
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