ES6中迭代器的原理与可迭代对象的介绍(附示例)

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本篇文章给大家带来的内容是关于ES6中迭代器的原理与可迭代对象的介绍(附示例),有一定的参考价值,有需要的朋友可以参考一下,希望对你有所帮助。

ES6 新的数组方法、集合、for-of 循环、展开运算符(…)甚至异步编程都依赖于迭代器(Iterator )实现。本文会详解 ES6 的迭代器与生成器,并进一步挖掘可迭代对象的内部原理与使用方法

一、迭代器的原理

在编程语言中处理数组或集合时,使用循环语句必须要初始化一个变量记录迭代位置,而程序化地使用迭代器可以简化这种数据操作

如何设计一个迭代器呢?

迭代器的本身是一个对象,这个对象有 next( ) 方法返回结果对象,这个结果对象有下一个返回值 value、迭代完成布尔值 done,模拟创建一个简单迭代器如下:

function createIterator(iterms) {   let i = 0   return {     next() {       let done = (i >= iterms.length)       let value = !done ? iterms[i++] : undefined       return {         done,         value       }     }   } }  let arrayIterator = createIterator([1, 2, 3])  console.log(arrayIterator.next()) // { done: false, value: 1 } console.log(arrayIterator.next()) // { done: false, value: 2 } console.log(arrayIterator.next()) // { done: false, value: 3 } console.log(arrayIterator.next()) // { done: true, value: undefined }

对以上语法感到困惑的,可参考:ES6中对象的新功能与解构赋值的详解(代码示例)

每次调用迭代器的 next( ) 都会返回下一个对象,直到数据集被用尽。

ES6 中迭代器的编写规则类似,但引入了生成器对象,更简单的创建迭代器对象

二、创建迭代器

ES6 封装了一个生成器用来创建迭代器。显然生成器是返回迭代器的函数,这个函数通过 function 后的星号(*)表示,并使用新的内部专用关键字yield指定迭代器 next( ) 方法的返回值。

如何使用 ES6 生成器创建一个迭代器呢?一个简单的例子如下:

function *createIterator() {   yield 123;   yield 'someValue' }  let someIterator = createIterator()  console.log(someIterator.next()) // { value: 123, done: false } console.log(someIterator.next()) // { value: 'someValue', done: false } console.log(someIterator.next()) // { value: undefined, done: true }

使用yield关键字可以返回任意值或表达式,可以给迭代器批量添加元素:

// let createIterator = function *(items) { // 生成器函数表达式 function *createIterator(items) {   for (let i = 0; i < items.length; i++) {     yield items[i]   } }  let someIterator = createIterator([123, 'someValue'])  console.log(someIterator.next()) // { value: 123, done: false } console.log(someIterator.next()) // { value: 'someValue', done: false } console.log(someIterator.next()) // { value: undefined, done: true }

由于生成器本身是函数,所以可添加到对象中,使用方式如下:

let obj = {   // createIterator: function *(items) { // ES5   *createIterator(items) { // ES6     for (let i = 0; i < items.length; i++) {       yield items[i]     }   } } let someIterator = obj.createIterator([123, 'someValue'])

生成器函数的一个特点是,当执行完一句 yield 语句后函数会自动停止执行,再次调用迭代器的 next( ) 方法才会继续执行下一个 yield 语句。
这种自动中止函数执行的能力衍生出很多高级用法。

三、可迭代对象

在 ES6 中常用的集合对象(数组、Set/Map集合)和字符串都是可迭代对象,这些对象都有默认的迭代器和Symbol.iterator属性。

通过生成器创建的迭代器也是可迭代对象,因为生成器默认会为Symbol.iterator属性赋值。

3.1 Symbol.iterator

可迭代对象具有Symbol.iterator属性,即具有Symbol.iterator属性的对象都有默认迭代器。

我们可以用Symbol.iterator来访问对象的默认迭代器,例如对于一个数组:

let list = [11, 22, 33] let iterator = list[Symbol.iterator]() console.log(iterator.next()) // { value: 11, done: false }

Symbol.iterator获得了数组这个可迭代对象的默认迭代器,并操作它遍历了数组中的元素。

反之,我们可以用Symbol.iterator来检测对象是否为可迭代对象:

function isIterator(obj) {   return typeof obj[Symbol.iterator] === 'function' }  console.log(isIterator([11, 22, 33])) // true console.log(isIterator('sometring')) // true console.log(isIterator(new Map())) // true console.log(isIterator(new Set())) // true console.log(isIterator(new WeakMap())) // false console.log(isIterator(new WeakSet())) // false

显然数组、Set/Map 集合、字符串都是可迭代对象,而 WeakSet/WeakMap 集合(弱引用集合)是不可迭代的。

3.2 创建可迭代对象

默认情况下,自定义的对象都是不可迭代的。

刚才讲过,通过生成器创建的迭代器也是一种可迭代对象,生成器默认会为Symbol.iterator属性赋值。

那如何将自定义对象变为可迭代对象呢?通过给Symbol.iterator属性添加一个生成器:

let collection = {   items: [11,22,33],   *[Symbol.iterator]() {     for (let item of this.items){       yield item     }   } }  console.log(isIterator(collection)) // true  for (let item of collection){   console.log(item) // 11 22 33 }

数组 items 是可迭代对象,collection 对象通过给Symbol.iterator属性赋值也成为可迭代对象。

3.3 for-of

注意到上个栗子使用了for-of代替索引循环,for-of是 ES6 为可迭代对象新加入的特性。

思考一下for-of循环的实现原理。

对于使用for-of的可迭代对象,for-of每执行一次就会调用这个可迭代对象的 next( ),并将返回结果存储在一个变量中,持续执行直到可迭代对象 done 属性值为 false。

// 迭代一个字符串 let str = 'somestring'  for (let item of str){   console.log(item) // s o m e s t r i n g }

本质上来说,for-of调用 str 字符串的Symbol.iterator属性方法获取迭代器(这个过程由 JS 引擎完成),然后多次调用 next( ) 方法将对象 value 值存储在 item 变量。

将for-of用于不可迭代对象、null 或 undefined 会报错!

3.4 展开运算符(…)

ES6 语法糖展开运算符(…)也是服务于可迭代对象,即只可以“展开”数组、集合、字符串、自定义可迭代对象。

以下栗子输出不同可迭代对象展开运算符计算的结果:

let str = 'somestring' console.log(...str) // s o m e s t r i n g let set = new Set([1, 2, 2, 5, 8, 8, 8, 9]) console.log(set) // Set { 1, 2, 5, 8, 9 } console.log(...set) // 1 2 5 8 9 let map = new Map([['name', 'jenny'], ['id', 123]]) console.log(map) // Map { 'name' => 'jenny', 'id' => 123 } console.log(...map) // [ 'name', 'jenny' ] [ 'id', 123 ] let num1 = [1, 2, 3], num2 = [7, 8, 9] console.log([...num1, ...num2]) // [ 1, 2, 3, 7, 8, 9 ] let udf console.log(...udf) // TypeError: undefined is not iterable

由以上代码可以看出,展开运算符(…)可以便捷地将可迭代对象转换为数组。同for-of一样,展开运算符(…)用于不可迭代对象、null 或 undefined 会报错!

四. 默认迭代器

ES6 为很多内置对象提供了默认的迭代器,只有当内建的迭代器不能满足需求时才自己创建迭代器。

ES6 的 三个集合对象:Set、Map、Array 都有默认的迭代器,常用的如values()方法、entries()方法都返回一个迭代器,其值区别如下:

entries():多个键值对

values():集合的值

keys():集合的键

调用以上方法都可以得到集合的迭代器,并使用for-of循环,示例如下:

/******** Map ***********/ let map = new Map([['name', 'jenny'], ['id', 123]])  for(let item of map.entries()){   console.log(item) // [ 'name', 'jenny' ]  [ 'id', 123 ] } for(let item of map.keys()){   console.log(item) // name id } for (let item of map.values()) {   console.log(item) // jenny 123 }  /******** Set ***********/ let set = new Set([1, 4, 4, 5, 5, 5, 6, 6,])  for(let item of set.entries()){   console.log(item) // [ 1, 1 ] [ 4, 4 ] [ 5, 5 ] [ 6, 6 ] }  /********* Array **********/ let array = [11, 22, 33]  for(let item of array.entries()){   console.log(item) // [ 0, 11 ] [ 1, 22 ] [ 2, 33 ] }

此外 String 和 NodeList 类型都有默认的迭代器,虽然没有提供其它的方法,但可以用for-of循环

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