迭代器

作者: 紫诺_qiu | 来源:发表于2019-12-16 15:09 被阅读0次

    迭代器的概念

    迭代器就是一种接口,为各种不同的数据结构提供统一的访问机制。任何的数据结构只要部署了Inerator接口,就可以完成遍历操作(即依次处理该数据结构的所有成员),所有的迭代器都有一个next方法,该方法会返回一个对象,表示当前数据成员的信息。这个对象具有valuedone两个属性,value属性返回当前位置的成员,done属性是一个布尔值,表示遍历是否结束,即是否还有必要再一次调用next方法。

    迭代器的主要作用有三个:

    • 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;
    • ES6创造了一种新的遍历命令for...of循环,Inerator接口主要供for...of消费

    迭代器的遍历过程是这样的:

    1. 创建一个指针对象,指向当前数据结构的起始位置。
    2. 第一次调用指针对象的next方法,可以将指针指向数据结构的第一个成员
    3. 第二次调用指针对象的next方法,可以将指针指向数据结构的第二个成员
    4. 不断调用指针对象的next方法,直到它指向数据结构的结束位置

    每一次调用next方法,都会返回数据结构的当前成员信息,具体来说,就是返回一个包含valuedone两个属性的对象,其中value是当前成员的值,而done是一个布尔值,表示遍历是否结束。

    var it = makeIterator(['1', '2','3']);
    
    it.next() // { value: "1", done: false }
    it.next() // { value: "2", done: false }
    it.next() // { value: '3', done: false }
    it.next() // { value: undefined, done: true}
    it.next() // { value: undefined, done: true}
    
    function makeIterator(array) {
      var nextIndex = 0;
      return {
        next: function() {
          return nextIndex < array.length ?
            {value: array[nextIndex++], done: false} :
            {value: undefined, done: true};
        }
      };
    }
    

    如果是使用TypeScript的写法,迭代器接口(Iterable)、指针对象(Iterator)和next方法返回值的规格如下:

    interface Iterable {
      [Symbol.iterator]() : Iterator,
    }
    
    interface Iterator {
      next(value?: any) : IterationResult,
    }
    
    interface IterationResult {
      value: any,
      done: boolean,
    }
    

    默认Iterator接口

    一种数据结构只要部署了Iterator接口,我们就称这种数据结构是“可遍历的”,默认的Iterator接口部署在数据结构的Symbol.iterator属性,或者说一个数据结构只要具有Symbol.iterator属性,就可以认为是可遍历的。

    原生具备Iterator接口的数据结构如下:

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

    实例(数组的Symbol.iterator属性)

    let arr = ['1','2','3'];
    let iter = arr[Symbol.iterator]();
    
    iter.next() // { value: "1", done: false }
    iter.next() // { value: "2", done: false }
    iter.next() // { value: '3', done: false }
    iter.next() // { value: undefined, done: true}
    iter.next() // { value: undefined, done: true}
    

    上面的代码中,变量arr是一个数组,原生就具有遍历器接口,部署在arrSymbol.iterator属性上面,所以调用这个属性,便可以得到迭代器对象。

    调用Iterator接口的场合

    • 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 set = new Set().add('a').add('b').add('c');
      
      let [x,y] = set;
      // x='a'; y='b'
      
      let [first, ...rest] = set;
      // first='a'; rest=['b','c'];
      
    • 扩展运算符

      let arr = ['b', 'c'];
      ['a', ...arr, 'd']
      // ['a', 'b', 'c', 'd']
      
    • yield*

      yield*后面跟的是一个可遍历的结构,它会调用该结构的遍历器接口

      let generator = function* () {
        yield 1;
        yield* [2,3,4];
        yield 5;
      };
      
      var iterator = generator();
      
      iterator.next() // { value: 1, done: false }
      iterator.next() // { value: 2, done: false }
      iterator.next() // { value: 3, done: false }
      iterator.next() // { value: 4, done: false }
      iterator.next() // { value: 5, done: false }
      iterator.next() // { value: undefined, done: true }
      
    • 其他场合

      由于数组的遍历会调用遍历器接口,所以任何接受数组为参数的场合,其实都调用了遍历器接口,如:

      • for...of
      • Array.from()
      • Map(), Set(), WeakMap(), WeakSet()(比如new Map([['a',1],['b',2]])
      • Promise.all()
      • Promise.race()

    Iterator接口与Generator函数

    Symbol.iterator方法的最简单实现,还是使用生成器函数(Generator)

    var arr = {};
    
    arr[Symbol.iterator] = function* () {
      yield 1;
      yield 2;
      yield 3;
    };
    
    [...arr]   //[1,2,3]
    
    let obj = {
        * [Symbol.iterator](){
        yield 'hello';
        yield 'world';
    }
    }
    
    for(let x of obj) {
       console.log(x)
    }
    

    上述实例中,Symbol.iterator方法几乎不用部署任何代码,只要用yield命令给出每一步的返回值即可。

    迭代器对象的return(), throw()

    迭代器除了有next方法,还可以具有returnthrow方法,如果自定义迭代器对象生成函数,那么next方法是必须部署的。

    return方法的使用场合是,如果for...of循环提前退出(通常是因为出错,或者有break语句或continue语句),就会调用return方法。如果一个对象在完成遍历前,需要清理或释放资源,就可以部署return方法。

    function readLinesSync(file) {
      return {
        next() {
          return { done: false };
        },
        return() {
          file.close();
          return { done: true };
        },
      };
    }
    

    上面代码中,函数readLinesSync接受一个文件对象作为参数,返回一个遍历器对象,其中除了next方法,还部署了return方法。下面的三种情况,都会触发执行return方法。

    // 情况一
    for (let line of readLinesSync(fileName)) {
      console.log(line);
      break;
    }
    
    // 情况二
    for (let line of readLinesSync(fileName)) {
      console.log(line);
      continue;
    }
    
    // 情况三
    for (let line of readLinesSync(fileName)) {
      console.log(line);
      throw new Error();
    }
    

    上面代码中,情况一输出文件的第一行以后,就会执行return方法,关闭这个文件;情况二输出所有行以后,执行return方法,关闭该文件;情况三会在执行return方法关闭文件之后,再抛出错误。

    注意,return方法必须返回一个对象,这是 Generator 规格决定的。

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