ES6 迭代器 iterator 介绍和使用

发布于 2022-10-21 22:18:50 字数 6307 浏览 134 评论 2

生成器概念在 Java，Python 等语言中都是具备的，ES6 也添加到了 JavaScript 中。Iterator 可以使我们不需要初始化集合，以及索引的变量，而是使用迭代器对象的 next 方法，返回集合的下一项的值，偏向程序化。

ES5 中遍历集合通常都是 for 循环，数组还有 forEach 方法，对象就是 for-in，而迭代器可以统一处理所有集合数据的方法。迭代器是一个接口，只要你这个数据结构暴露了一个 iterator 的接口，那就可以完成迭代。ES6 创造了一种新的遍历命令 for...of 循环，Iterator 接口主要供 for...of 消费。

ES5 中的 loop

for 循环

var arr = [1, 2, 3];
for(var i = 0, len = arr.length; i < len; i++) {
  console.log(arr[i]);
}

这是标准 for 循环的写法，字符串也支持，定义一个变量 i 作为索引，以跟踪访问的位置，len 是数组的长度，条件就是 i 不能超过 len。

这种写法看起来算是比较简单明了的，只不过 for 里面要写一大坨，而且当出现嵌套的时候，要定义多个变量去维护不同集合的索引，增加复杂度，容易出错。

forEach

forEach 是数组内置方法，写起来比较简洁，问题就是不能中断，跳出循环。而这个是我们经常会遇见的，达到某个条件就不需要往后遍历了。

var arr = [1, 2, 3];
arr.forEach(item => console.log(item))

for-in

常用来遍历对象，可以获得对象的 key值，但是只能提取 key，value 需要我们自己 obj[key] 的形式去访问。

 var obj = {
   name: 'syj',
   age: 24,
   sex: 'male',
   hobby: 'girl',
 }
   
for(var key in obj) {
  console.log(key);
}

什么是迭代器

迭代器是带有特殊接口的对象。含有一个 next() 方法，调用返回一个包含两个属性的对象，分别是 value 和 done，value 表示当前位置的值，done 表示是否迭代完，当为 true 的时候，调用 next 就无效了。

ES5 模拟一个迭代器

function createIterator(ary) {
  var i = 0;
  return {
    next: function() {
      return {
        value: ary[i++],
        done: i > ary.length
      }
    }
  }
}
var iterator = createIterator(['a', 'b', 'c'])
var done = false;

while (!done) {
  var result = iterator.next();
  console.log(result);
  done = result.done;
}
//{ value: 'a', done: false }
//{ value: 'b', done: false }
//{ value: 'c', done: false }
//{ value: undefined, done: true }

createIterator 可以看做一个返回迭代器对象的工厂函数，通过 while 循环调用返回的 iterator.next() 会得到 result，直到 done 变为 true。用 ES5 写还是比较麻烦的，而且我们这样写并不支持 for...of。很快就会看到 ES6 真正的写法啦。

迭代器协议 Iteration protocols

迭代器对象不是新的语法或新的内置对象，而一种协议（迭代器协议），所有遵守这个协议的对象，都可以称之为迭代器。也就是说我们上面ES5的写法得到的对象遵循迭代器协议，即包含 next，调用 next 返回一个 result{value, done}。

可迭代类型

ES6 还引入了一个新的 Symbol 对象，symbol 值是唯一的。定义了一个 Symbol.iterator 属性，只要对象中含有这个属性，就是可迭代的，可用于 for...of。在 ES6 中，所有的集合对象，包括数组，Map 和 Set，还有字符串都是可迭代的，因为他们都有默认的迭代器。

尝试使用 for...of

let ary = ['a', 'b', 'c']; //数组

let str = 'str'; //字符串

let set = new Set(); //Set
set.add('s');
set.add('s');
set.add('e');
set.add('t');

let map = new Map(); //Map
let o = {};
map.set('m', 'm');
map.set(o, 'object');

let obj = {   //对象
  name: 'syj',
  age: 24
}

function forOf(list) {
  for(var value of list) {
    console.log(value);
  }
}

forOf(ary); //a b c
forOf(str); // s t r
forOf(set); // s e t
forOf(map); //[ 'm', 'm' ], [ {}, 'object' ]
forOf(obj); //TypeError: list[Symbol.iterator] is not a function

通过结果可以看出，确实集合类型和字符串都可以用默认的 for...of 来迭代。但是对象却不可以，内部抛出一个错误，找不到迭代器的接口，证实了上面的言论。

也许你不了解 Set、Map、Set 通常是类似于数组的，无重复项的集合，Map 是类似于对象的，但是他的key可以是任何类型，增强版的“键值对”的数据结构。

可以访问默认的 iterator

数组中默认的 iterator 我们是可以访问的，用法是一样的。

let ary = ['a', 'b', 'c'];
let iterator = ary[Symbol.iterator]();
console.log(iterator.next()); //{ value: 'a', done: false }
console.log(iterator.next()); //{ value: 'b', done: false }
console.log(iterator.next()); //{ value: 'c', done: false }
console.log(iterator.next()); //{ value: undefined, done: true }

使对象可迭代

前面说了只要对象包含 [Symbol.iterator] 的属性，就可以通过 for...of 遍历。我们也可以在对象中添加该属性。

我们用两种方式

 const obj = {
   b: 2
 }
 const a = 'a'
 obj.a = 1;
 Object.defineProperty(obj, Symbol.iterator, {
   enumerable: false,
   writable: false,
   configurable: true,
   value: function () {
     const that = this;
     let index = 0;
     const ks = Object.keys(that);
     return {
       next: function() {
         return {
           value: that[ks[index++]],
           done: (index > ks.length)
         }
       }
     }
   }
 })
 for(const v of obj) {
   console.log(v); //  2 , 1
 }

通过 defineProperty 向 obj 对象中添加 [Symbol.iterator]，我们在对应的 value 做的就是通过 Object.keys 取出它的 key，然后调用一次 next 就往后找一位，可以通过 next() 尝试一下。因为 obj 有了 [Symbol.iterator]，for...of 可以找到，并且调用。

 const fibonacci = {
   [Symbol.iterator]: function () {
     let [pre, next] = [0, 1];
     return {
       next() {
         [pre, next] = [next, pre + next];
         return {
           value: next,
           done: next > 1000
         }
       }
     }
   }
 }
 
 for(var n of fibonacci) {
   console.log(n)
 }
 // 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610,987

通过直接声明给对象定义一个 iterator。这里是 iterator 经典的用法。当这个数据集合特别大，甚至无限的时候，我们要把它定义好，取出来都是很庞大的操作，这时候 iterator 的优势就很明显了。只有调用一次 next，才返回下一个值，不调用就没有。假如说我们给 done 没加限制条件，这个迭代器就永远没有 done=true，就会永远可以 next。为了防止 for...of ，调用 next 的时候，有可能让我的电脑卡死，限制在 1000 以内。

还有一些值得关注的点

拓展运算符与 iterator 关系密切

借用我们 fibonacci 的例子，只有含有 [Symbol.iterator] 属性的对象，才可以使用 ... 展开。

const fibonacci = {
   a: 'a',
   b: 'b',
}
console.log(...fibonacci); //TypeError:
//(var)[Symbol.iterator] is not a function

fibonacci[Symbol.iterator] = function () {
  let [pre, next] = [0, 1];
  return {
    next() {
      [pre, next] = [next, pre + next];
      return {
        value: next,
        done: next > 1000
      }
    }
  }
}    
console.log(...fibonacci);//

第一次 log 我们尝试把 fibonacci 使用... 展开，但是会报错。把这行 console 注释掉以后，给这个对象添加一个 Symbol.iterator 属性，再次使用... ，就会得到之前的斐波那契数列了。由于 ES6 的数组等集合默认有 Symbol.iterator 属性，所以我们都是可以直接使用扩展运算符。

类数组

ES6 中对于类数组，也添加了默认迭代器，比如 NodeList，它和数组的默认迭代器的用法是一样的。这意味着你可以使用 for...of 循环或在任何对象默认迭代器的内部来迭代 NodeList

var divs = document.getElementsByTagName("div");

for (const element of divs) {
  console.log(element.id);
}

总结

ES6 提出迭代器的概念，契合了JS语言发展的趋势，统一处理数据结构。迭代器是 ES6 中很重要的部分，我们仅仅使用是很方便的，但是自定义一些 iterator，或者更复杂的方式运行迭代器，还需要我们继续学习。

而定义一个对象的迭代器，又与 Symbol 对象有关，它采用了 Symbol 里面的一个默认属性 iterator，用来访问对象的迭代器。最后可迭代的数据类型，我们都可以用 for...of 方法循环遍历，而且集合和字符串内置迭代器，我们可以轻松方便的访问。拓展运算符也是基于 iterator 的拓展，通过...我们可以把其他数据类型转化为数组，因为...通过执行迭代器，并读取返回的 value。

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