【重温基础】13.迭代器和生成器

栏目: JavaScript · 发布时间: 5年前

内容简介:本文是今日感受:每次自我年终总结,都会有各种情绪和收获。系列目录:

本文是 重温基础 系列文章的第十三篇。

今日感受:每次自我年终总结,都会有各种情绪和收获。

系列目录:

本章节复习的是JS中的迭代器和生成器,常常用来处理集合。

前置知识:

JavaScrip已经提供多个迭代集合的方法,从简单的 for 循环到 map()filter()

迭代器和生成器将迭代的概念直接带入核心语言,并提供一种机制来自定义 for...of 循环的行为。

本文会将知识点分为两大部分,简单介绍和详细介绍:

简单介绍,适合基础入门会使用的目标;

详细介绍,会更加深入的做介绍,适合理解原理;

1. 概述

当我们使用循环语句迭代数据时,需初始化一个变量来记录每一次迭代在数据集合中的位置:

let a = ["aaa","bbb","ccc"];
for (let i = 0; i< a.length; i++){
    console.log(a[i]);
}
复制代码

这边的 i 就是我们用来记录迭代位置的变量,但是在 ES6 开始,JavaScrip引入了迭代器这个特性,并且 新的数组方法新的集合类型 (如 Set集合Map集合 )都依赖迭代器的实现,这个新特性对于 高效的数据处理 而言是不可或缺的,在语言的其他特性中也都有迭代器的身影:新的 for-of循环 、展开运算符( ... ),甚至连 异步编程 都可以使用迭代器。

本文主要会介绍ES6中新增的迭代器(Iterator)和生成器(Generator)。

2. 迭代器(简单介绍)

迭代器是一种特殊对象,它具有一些专门为迭代过程设计的专有接口,所有的迭代器对象都有一个 next() 方法,每次调用都会返回一个结果对象。

这个结果对象,有两个属性:

  • value : 表示下一个将要返回的值。
  • done : 一个布尔值,若没有更多可返回的数据时,值为 true ,否则 false

如果最后一个值返回后,再调用 next() ,则返回的对象的 done 值为 true ,而 value 值如果没有值的话,返回的为 undefined

ES5实现一个迭代器:

function myIterator(list){
    var i = 0;
    return {
        next: function(){
            var done = i >= list.length;
            var value = !done ? list[i++] : undefined;
            return {
                done : done,
                value : value
            }
        }
    }
}

var iterator = myIterator([1,2,3]);
iterator.next();  // "{done: false, value: 1}"
iterator.next();  // "{done: false, value: 2}"
iterator.next();  // "{done: false, value: 3}"
iterator.next();  // "{done: true, value: undefined}"
// 以后的调用都一样
iterator.next();  // "{done: true, value: undefined}"
复制代码

从上面代码可以看出,ES5的实现还是比较麻烦,而ES6新增的生成器,可以使得创建迭代器对象的过程更加简单。

3. 生成器(简单介绍)

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 。星号可以紧挨着 function 关键字,也可以在中间添加一个空格。

function *myIterator(){
    yield 1;
    yield 2;
    yield 3;
}
let iterator = myIterator();
iterator.next();  // "{done: false, value: 1}"
iterator.next();  // "{done: false, value: 2}"
iterator.next();  // "{done: false, value: 3}"
iterator.next();  // "{done: true, value: undefined}"
// 以后的调用都一样
iterator.next();  // "{done: true, value: undefined}"
复制代码

生成器函数最有趣的部分是,每当执行完一条 yield 语句后函数就会自动停止执行,比如上面代码,当 yield 1; 执行完后,便不会执行任何语句,而是等到再调用迭代器的 next() 方法才会执行下一个语句,即 yield 2; .

使用 yield 关键字可以返回任何值和表达式,因为可以通过生成器函数批量给迭代器添加元素:

function *myIterator(list){
    for(let  i = 0; i< list.length ; i ++){
        yield list[i];
    }
}

var iterator = myIterator([1,2,3]);
iterator.next();  // "{done: false, value: 1}"
iterator.next();  // "{done: false, value: 2}"
iterator.next();  // "{done: false, value: 3}"
iterator.next();  // "{done: true, value: undefined}"
// 以后的调用都一样
iterator.next();  // "{done: true, value: undefined}"
复制代码

生成器的适用返回很广,可以将它用于所有支持函数使用的地方。

4. 迭代器(详细介绍)

4.1 Iterator迭代器概念

Iterator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,就可以完成迭代操作(即依次处理该数据结构的所有成员)。

Iterator三个作用:

  • 为各种数据结构,提供一个 统一 的、 简便 的访问接口;
  • 使得数据结构的成员能够按某种次序排列;
  • Iterator 接口主要供ES6新增的 for...of 消费;

4.2 Iterator迭代过程

next
next
next

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 valuedone 两个属性的对象。

value
done

模拟 next 方法返回值:

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

let a = f(['a', 'b']);
a.next(); // { value: "a", done: false }
a.next(); // { value: "b", done: false }
a.next(); // { value: undefined, done: true }
复制代码

4.3 默认Iterator接口

若数据 可迭代 ,即一种数据部署了Iterator接口。

ES6中默认的Iterator接口部署在数据结构的 Symbol.iterator 属性,即如果一个数据结构具有 Symbol.iterator 属性,就可以认为是 可迭代

Symbol.iterator 属性本身是函数,是当前数据结构默认的迭代器生成函数。执行这个函数,就会返回一个迭代器。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,所以要放在方括号内(参见《Symbol》一章)。

原生具有Iterator接口的数据结构有:

  • Array
  • Map
  • Set
  • String
  • TypedArray
  • 函数的 arguments 对象
  • NodeList 对象

4.4 Iterator使用场景

  • (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 a = new Set().add('a').add('b').add('c');
let [x, y] = a;       // x = 'a'  y = 'b'
let [a1, ...a2] = a;  // a1 = 'a' a2 = ['b','c']
复制代码
  • (2)扩展运算符

    扩展运算符( ... )也会调用默认的 Iterator 接口。

let a = 'hello';
[...a];            //  ['h','e','l','l','o']

let a = ['b', 'c'];
['a', ...a, 'd'];  // ['a', 'b', 'c', 'd']
复制代码
  • (2)yield*

    yield* 后面跟的是一个可迭代的结构,它会调用该结构的迭代器接口。

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

let b = a();
b.next() // { value: 1, done: false }
b.next() // { value: 2, done: false }
b.next() // { value: 3, done: false }
b.next() // { value: 4, done: false }
b.next() // { value: 5, done: false }
b.next() // { value: undefined, done: true }
复制代码
  • (4)其他场合

    由于数组的迭代会调用迭代器接口,所以任何接受数组作为参数的场合,其实都调用了迭代器接口。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()

4.5 for...of循环

只要数据结构部署了 Symbol.iterator 属性,即具有 iterator 接口,可以用 for...of 循环迭代它的成员。也就是说, for...of 循环内部调用的是数据结构的 Symbol.iterato 方法。

使用场景:

for...of 可以使用在 数组 SetMap 结构 类数组对象Genetator对象字符串

  • 数组

    for...of 循环可以代替数组实例的 forEach 方法。

let a = ['a', 'b', 'c'];
for (let k of a){console.log(k)}; // a b c

a.forEach((ele, index)=>{
    console.log(ele);    // a b c
    console.log(index);  // 0 1 2 
})
复制代码

for...in 对比, for...in 只能获取对象键名,不能直接获取键值,而 for...of 允许直接获取键值。

let a = ['a', 'b', 'c'];
for (let k of a){console.log(k)};  // a b c
for (let k in a){console.log(k)};  // 0 1 2
复制代码
  • Set和Map

    可以使用数组作为变量,如 for (let [k,v] of b){...}

let a = new Set(['a', 'b', 'c']);
for (let k of a){console.log(k)}; // a b c

let b = new Map();
b.set('name','leo');
b.set('age', 18);
b.set('aaa','bbb');
for (let [k,v] of b){console.log(k + ":" + v)};
// name:leo
// age:18
// aaa:bbb
复制代码
  • 类数组对象
// 字符串
let a = 'hello';
for (let k of a ){console.log(k)}; // h e l l o

// DOM NodeList对象
let b = document.querySelectorAll('p');
for (let k of b ){
    k.classList.add('test');
}

// arguments对象
function f(){
    for (let k of arguments){
        console.log(k);
    }
}
f('a','b'); // a b
复制代码
  • 对象

    普通对象不能直接使用 for...of 会报错,要部署Iterator才能使用。

let a = {a:'aa',b:'bb',c:'cc'};
for (let k in a){console.log(k)}; // a b c
for (let k of a){console>log(k)}; // TypeError
复制代码

4.6 跳出for...of

使用 break 来实现。

for (let k of a){
    if(k>100)
        break;
    console.log(k);
}
复制代码

5. 生成器(详细介绍)

5.1 基本概念

Generator 生成器函数是一种异步编程解决方案。

原理:

执行 Genenrator 函数会返回一个遍历器对象,依次遍历 Generator 函数内部的每一个状态。

Generator 函数是一个普通函数,有以下两个特征:

function
yield

通过调用 next 方法,将指针移向下一个状态,直到遇到下一个 yield 表达式(或 return 语句)为止。简单理解, Generator 函数分段执行, yield 表达式是暂停执行的标记,而 next 恢复执行。

function * f (){
    yield 'hi';
    yield 'leo';
    return 'ending';
}
let a = f();
a.next();  // {value: 'hi', done : false}
a.next();  // {value: 'leo', done : false}
a.next();  // {value: 'ending', done : true}
a.next();  // {value: undefined, done : false}
复制代码

5.2 yield表达式

yield 表达式是暂停标志,遍历器对象的 next 方法的运行逻辑如下:

  1. 遇到 yield 就暂停执行,将这个 yield 后的表达式的值,作为返回对象的 value 属性值。
  2. 下次调用 next 往下执行,直到遇到下一个 yield
  3. 直到函数结束或者 return 为止,并返回 return 语句后面表达式的值,作为返回对象的 value 属性值。
  4. 如果该函数没有 return 语句,则返回对象的 valueundefined

注意:

  • yield 只能用在 Generator 函数里使用,其他地方使用会报错。
// 错误1
(function(){
    yiled 1;  // SyntaxError: Unexpected number
})()

// 错误2  forEach参数是个普通函数
let a = [1, [[2, 3], 4], [5, 6]];
let f = function * (i){
    i.forEach(function(m){
        if(typeof m !== 'number'){
            yield * f (m);
        }else{
            yield m;
        }
    })
}
for (let k of f(a)){
    console.log(k)
}
复制代码
  • yield 表达式如果用于另一个表达式之中,必须放在 圆括号 内。
function * a (){
    console.log('a' + yield);     //  SyntaxErro
    console.log('a' + yield 123); //  SyntaxErro
    console.log('a' + (yield));     //  ok
    console.log('a' + (yield 123)); //  ok
}
复制代码
  • yield 表达式用做函数参数或放在表达式右边,可以 不加括号
function * a (){
    f(yield 'a', yield 'b');    //  ok
    lei i = yield;              //  ok
}
复制代码

5.3 next方法

yield 本身没有返回值,或者是总返回 undefinednext 方法可带一个参数,作为上一个 yield 表达式的返回值。

function * f (){
    for (let k = 0; true; k++){
        let a = yield k;
        if(a){k = -1};
    }
}
let g =f();
g.next();    // {value: 0, done: false}
g.next();    // {value: 1, done: false}
g.next(true);    // {value: 0, done: false}
复制代码

这一特点,可以让 Generator 函数开始执行之后,可以从外部向内部注入不同值,从而调整函数行为。

function * f(x){
    let y = 2 * (yield (x+1));
    let z = yield (y/3);
    return (x + y + z);
}
let a = f(5);
a.next();   // {value : 6 ,done : false}
a.next();   // {value : NaN ,done : false}  
a.next();   // {value : NaN ,done : true}
// NaN因为yeild返回的是对象 和数字计算会NaN

let b = f(5);
b.next();     // {value : 6 ,done : false}
b.next(12);   // {value : 8 ,done : false}
b.next(13);   // {value : 42 ,done : false}
// x 5 y 24 z 13
复制代码

5.4 for...of循环

for...of 循环会自动遍历,不用调用 next 方法,需要注意的是, for...of 遇到 next 返回值的 done 属性为 true 就会终止, return 返回的不包括在 for...of 循环中。

function * f(){
    yield 1;
    yield 2;
    yield 3;
    yield 4;
    return 5;
}
for (let k of f()){
    console.log(k);
}
// 1 2 3 4  没有 5 
复制代码

5.5 Generator.prototype.throw()

throw 方法用来向函数外抛出错误,并且在Generator函数体内捕获。

let f = function * (){
    try { yield }
    catch (e) { console.log('内部捕获', e) }
}

let a = f();
a.next();

try{
    a.throw('a');
    a.throw('b');
}catch(e){
    console.log('外部捕获',e);
}
// 内部捕获 a
// 外部捕获 b
复制代码

5.6 Generator.prototype.return()

return 方法用来返回给定的值,并结束遍历Generator函数,如果 return 方法没有参数,则返回值的 value 属性为 undefined

function * f(){
    yield 1;
    yield 2;
    yield 3;
}
let g = f();
g.next();          // {value : 1, done : false}
g.return('leo');   // {value : 'leo', done " true}
g.next();          // {value : undefined, done : true}
复制代码

5.7 next()/throw()/return()共同点

相同点就是都是用来恢复Generator函数的执行,并且使用不同语句替换 yield 表达式。

  • next()yield 表达式替换成一个值。
let f = function * (x,y){
    let r = yield x + y;
    return r;
}
let g = f(1, 2); 
g.next();   // {value : 3, done : false}
g.next(1);  // {value : 1, done : true}
// 相当于把 let r = yield x + y;
// 替换成 let r = 1;
复制代码
  • throw()yield 表达式替换成一个 throw 语句。
g.throw(new Error('报错'));  // Uncaught Error:报错
// 相当于将 let r = yield x + y
// 替换成 let r = throw(new Error('报错'));
复制代码
  • next()yield 表达式替换成一个 return 语句。
g.return(2); // {value: 2, done: true}
// 相当于将 let r = yield x + y
// 替换成 let r = return 2;
复制代码

5.8 yield* 表达式

用于在一个Generator中执行另一个Generator函数,如果没有使用 yield* 会没有效果。

function * a(){
    yield 1;
    yield 2;
}
function * b(){
    yield 3;
    yield * a();
    yield 4;
}
// 等同于
function * b(){
    yield 3;
    yield 1;
    yield 2;
    yield 4;
}
for(let k of b()){console.log(k)}
// 3
// 1
// 2
// 4
复制代码

5.9 应用场景

  1. 控制流管理

    解决回调地狱:

// 使用前
f1(function(v1){
    f2(function(v2){
        f3(function(v3){
            // ... more and more
        })
    })
})

// 使用Promise 
Promise.resolve(f1)
    .then(f2)
    .then(f3)
    .then(function(v4){
        // ...
    },function (err){
        // ...
    }).done();

// 使用Generator
function * f (v1){
    try{
        let v2 = yield f1(v1);
        let v3 = yield f1(v2);
        let v4 = yield f1(v3);
        // ...
    }catch(err){
        // console.log(err)
    }
}
function g (task){
    let obj = task.next(task.value);
  // 如果Generator函数未结束,就继续调用
  if(!obj.done){
      task.value = obj.value;
      g(task);
  }
}
g( f(initValue) );
复制代码
  1. 异步编程的使用 在真实的异步任务封装的情况:
let fetch = require('node-fetch');
function * f(){
    let url = 'http://www.baidu.com';
    let res = yield fetch(url);
    console.log(res.bio);
}
// 执行该函数
let g = f();
let result = g.next();
// 由于fetch返回的是Promise对象,所以用then
result.value.then(function(data){
    return data.json();
}).then(function(data){
    g.next(data);
})
复制代码

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持 码农网

查看所有标签

猜你喜欢:

本站部分资源来源于网络,本站转载出于传递更多信息之目的,版权归原作者或者来源机构所有,如转载稿涉及版权问题,请联系我们

大话数据结构

大话数据结构

程杰 / 清华大学出版社 / 2011-6 / 59.00元

本书为超级畅销书《大话设计模式》作者程杰潜心三年推出的扛鼎之作!以一个计算机教师教学为场景,讲解数据结构和相关算法的知识。通篇以一种趣味方式来叙述,大量引用了各种各样的生活知识来类比,并充分运用图形语言来体现抽象内容,对数据结构所涉及到的一些经典算法做到逐行分析、多算法比较。与市场上的同类数据结构图书相比,本书内容趣味易读,算法讲解细致深刻,是一本非常适合自学的读物。 本书以一个计算机教师教......一起来看看 《大话数据结构》 这本书的介绍吧!

HTML 压缩/解压工具
HTML 压缩/解压工具

在线压缩/解压 HTML 代码

JS 压缩/解压工具
JS 压缩/解压工具

在线压缩/解压 JS 代码

html转js在线工具
html转js在线工具

html转js在线工具