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深入理解ES6的迭代器与生成器

2016年11月30日 作者：zhutianxiang 原文

本文介绍了深入理解ES6的迭代器与生成器，分享给大家，具体如下：

循环语句的问题

var colors = ["red", "green", "blue"];
for(var i=0; i<colors.length; i++){
  console.log(colors[i]);
}

在ES6之前，这种标准的for循环，通过变量来跟踪数组的索引。如果多个循环嵌套就需要追踪多个变量，代码复杂度会大大增加，也容易产生错用循环变量的bug。

迭代器的出现旨在消除这种复杂性并减少循环中的错误。

什么是迭代器

我们先感受一下用ES5语法模拟创建一个迭代器：

function createIterator(items) {
  var i = 0;
  
  return { // 返回一个迭代器对象
    next: function() { // 迭代器对象一定有个next()方法
      var done = (i >= items.length);
      var value = !done ? items[i++] : undefined;
      
      return { // next()方法返回结果对象
        value: value,
        done: done
      };
    }
  };
}

var iterator = createIterator([1, 2, 3]);

console.log(iterator.next()); // "{ value: 1, done: false}"
console.log(iterator.next()); // "{ value: 2, done: false}"
console.log(iterator.next()); // "{ value: 3, done: false}"
console.log(iterator.next()); // "{ value: undefiend, done: true}"
// 之后所有的调用都会返回相同内容
console.log(iterator.next()); // "{ value: undefiend, done: true}"

以上，我们通过调用createIterator()函数，返回一个对象，这个对象存在一个next()方法，当next()方法被调用时，返回格式{ value: 1, done: false}的结果对象。

因此，我们可以这么定义：迭代器是一个拥有next()方法的特殊对象，每次调用next()都返回一个结果对象。

借助这个迭代器对象，我们来改造刚开始那个标准的for循环【暂时先忘记ES6的for-of循环新特性】：

var colors = ["red", "green", "blue"];
var iterator = createIterator(colors);
while(!iterator.next().done){
  console.log(iterator.next().value);
}

what?，消除循环变量而已，需要搞这么麻烦，代码上不是得不偿失了吗？

并非如此，毕竟createIterator()只需写一次，就可以一直复用。不过ES6引入了生成器对象，可以让创建迭代器的过程变得更加简单。

什么是生成器

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。

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

let iterator = createIterator([1, 2, 3]);

// 既然生成器返回的是迭代器，自然就可以调用迭代器的next()方法
console.log(iterator.next()); // "{ value: 1, done: false}"
console.log(iterator.next()); // "{ value: 2, done: false}"
console.log(iterator.next()); // "{ value: 3, done: false}"
console.log(iterator.next()); // "{ value: undefiend, done: true}"
// 之后所有的调用都会返回相同内容
console.log(iterator.next()); // "{ value: undefiend, done: true}"

上面，我们用ES6的生成，大大简化了迭代器的创建过程。我们给生成器函数createIterator()传入一个items数组，函数内部，for循环不断从数组中生成新的元素放入迭代器中，每遇到一个yield语句循环都会停止；每次调用迭代器的next()方法，循环便继续运行并停止在下一条yield语句处。

生成器的创建方式

生成器是个函数：

function *createIterator(items) { ... }

可以用函数表达式方式书写：

let createIterator = function *(item) { ... }

也可以添加到对象中，ES5风格对象字面量：

let o = {
  createIterator: function *(items) { ... }
};

let iterator = o.createIterator([1, 2, 3]);

ES6风格的对象方法简写方式：

let o = {
  *createIterator(items) { ... }
};

let iterator = o.createIterator([1, 2, 3]);

可迭代对象

在ES6中，所有的集合对象（数组、Set集合及Map集合）和字符串都是可迭代对象，可迭代对象都绑定了默认的迭代器。

来了来了，姗姗来迟的ES6循环新特性for-of：

var colors = ["red", "green", "blue"];
for(let color of colors){
  console.log(color);
}

for-of循环，可作用在可迭代对象上，正是利用了可迭代对象上的默认迭代器。大致过程是：for-of循环每执行一次都会调用可迭代对象的next()方法，并将迭代器返回的结果对象的value属性存储在变量中，循环将继续执行这一过程直到返回对象的done属性的值为true。

如果只需要迭代数组或集合中的值，用for-of循环代替for循环是个不错的选择。

访问默认迭代器

可迭代对象，都有一个Symbol.iterator方法，for-of循环时，通过调用colors数组的Symbol.iterator方法来获取默认迭代器的，这一过程是在JavaScript引擎背后完成的。

我们可以主动获取一下这个默认迭代器来感受一下：

let values = [1, 2, 3];
let iterator = values[Symbol.iterator]();

console.log(iterator.next()); // "{ value: 1, done: false}"
console.log(iterator.next()); // "{ value: 2, done: false}"
console.log(iterator.next()); // "{ value: 3, done: false}"
console.log(iterator.next()); // "{ value: undefined, done: true}"

在这段代码中，通过Symbol.iterator获取了数组values的默认迭代器，并用它遍历数组中的元素。在JavaScript引擎中执行for-of循环语句也是类似的处理过程。

用Symbol.iterator属性来检测对象是否为可迭代对象：

function isIterator(object) {
  return typeof object[Symbol.iterator] === "function";
}

console.log(isIterable([1, 2, 3])); // true
console.log(isIterable(new Set())); // true
console.log(isIterable(new Map())); // true
console.log(isIterable("Hello")); // true

创建可迭代对象

当我们在创建对象时，给Symbol.iterator属性添加一个生成器，则可以将其变成可迭代对象：

let collection = {
  items: [],
  *[Symbol.iterator]() { // 将生成器赋值给对象的Symbol.iterator属性来创建默认的迭代器
    for(let item of this.items) {
      yield item;
    }
  }
};

collection.items.push(1);
collection.items.push(2);
collection.items.push(3);

for(let x of collection) {
  console.log(x);
}

内建迭代器

ES6中的集合对象，数组、Set集合和Map集合，都内建了三种迭代器：

  • entries() 返回一个迭代器，其值为多个键值对。如果是数组，第一个元素是索引位置；如果是Set集合，第一个元素与第二个元素一样，都是值。
  • values() 返回一个迭代器，其值为集合的值。
  • keys() 返回一个迭代器，其值为集合中的所有键名。如果是数组，返回的是索引；如果是Set集合，返回的是值（Set的值被同时用作键和值）。

不同集合的默认迭代器

每个集合类型都有一个默认的迭代器，在for-of循环中，如果没有显式指定则使用默认的迭代器。按常规使用习惯，我们很容易猜到，数组和Set集合的默认迭代器是values()，Map集合的默认迭代器是entries()。

请看以下示例：

let colors = [ "red", "green", "blue"];
let tracking = new Set([1234, 5678, 9012]);
let data = new Map();

data.set("title", "Understanding ECMAScript 6");
data.set("format", "print");

// 与调用colors.values()方法相同
for(let value of colors) {
  console.log(value);
}

// 与调用tracking.values()方法相同
for(let num of tracking) {
  console.log(num);
}

// 与调用data.entries()方法相同
for(let entry of data) {
  console.log(entry);
}

这段代码会输入以下内容：

"red"
"green"
"blue"
1234
5678
9012
["title", "Understanding ECMAScript 6"]
["format", "print"]

for-of循环配合解构特性，操纵数据会更方便：

for(let [key, value] of data) {
  console.log(key + "=" + value);
}

展开运算符操纵可迭代对象

let set = new Set([1, 2, 3, 4, 5]),
  array = [...set];
  
console.log(array); // [1,2,3,4,5]

展开运算符可以操作所有的可迭代对象，并根据默认迭代器来选取要引用的值，从迭代器读取所有值。然后按返回顺序将它们依次插入到数组中。因此如果想将可迭代对象转换为数组，用展开运算符是最简单的方法。

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来客网。

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