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一文带你理解:可以迭代大部分数据类型的 for…of 为什么不能

一文带你理解:可以迭代大部分数据类型的 for…of 为什么不能

作者: CheneyKing | 来源:发表于2020-12-07 09:41 被阅读0次

    for…of 及其使用

      我们知道,ES6 中引入 for...of 循环,很多时候用以替代 for...inforEach() ,并支持新的迭代协议。for...of 允许你遍历 Array(数组), String(字符串), Map(映射), Set(集合),TypedArray(类型化数组)、arguments、NodeList对象、Generator等可迭代的数据结构等。for...of语句在可迭代对象上创建一个迭代循环,调用自定义迭代钩子,并为每个不同属性的执行语句。

    for...of的语法:

    for (variable of iterable) {
        // statement
    }
    // variable:每个迭代的属性值被分配给该变量。
    // iterable:一个具有可枚举属性并且可以迭代的对象。
    

    常用用法

    {
      // 迭代字符串
      const iterable = 'ES6';
      for (const value of iterable) {
        console.log(value);
      }
      // Output:
      // "E"
      // "S"
      // "6"
    }
    {
      // 迭代数组
      const iterable = ['a', 'b'];
      for (const value of iterable) {
        console.log(value);
      }
      // Output:
      // a
      // b
    }
    {
      // 迭代Set(集合)
      const iterable = new Set([1, 2, 2, 1]);
      for (const value of iterable) {
        console.log(value);
      }
      // Output:
      // 1
      // 2
    }
    {
      // 迭代Map
      const iterable = new Map([["a", 1], ["b", 2], ["c", 3]]);
      for (const entry of iterable) {
        console.log(entry);
      }
      // Output:
      // ["a", 1]
      // ["b", 2]
      // ["c", 3]
    
      for (const [key, value] of iterable) {
        console.log(value);
      }
      // Output:
      // 1
      // 2
      // 3
    }
    {
      // 迭代Arguments Object(参数对象)
      function args() {
        for (const arg of arguments) {
          console.log(arg);
        }
      }
      args('a', 'b');
      // Output:
      // a
      // b
    }
    {
      // 迭代生成器
      function* foo(){ 
        yield 1; 
        yield 2; 
        yield 3; 
      }; 
    
      for (let o of foo()) { 
        console.log(o); 
      }
      // Output:
      // 1
      // 2
      // 3
    }
    

    Uncaught TypeError: obj is not iterable

    // 普通对象
    const obj = {
      foo: 'value1',
      bar: 'value2'
    }
    for(const item of obj){
      console.log(item)
    }
    // Uncaught TypeError: obj is not iterable
    

      可以看出,for of可以迭代大部分对象甚至字符串,却不能遍历普通对象。

    如何用for...of迭代普通对象

      通过前面的基本用法,我们知道,for...of可以迭代数组、Map等数据结构,顺着这个思路,我们可以结合对象的Object.values()Object.keys()Object.entries()方法以及解构赋值的知识来用for...of遍历普通对象。

    • Object.values()Object.keys()Object.entries()用法及返回值
    const obj = {
      foo: 'value1',
      bar: 'value2'
    }
    // 打印由value组成的数组
    console.log(Object.values(obj)) // ["value1", "value2"]
    
    // 打印由key组成的数组
    console.log(Object.keys(obj)) // ["foo", "bar"]
    
    // 打印由[key, value]组成的二维数组
    // copy(Object.entries(obj))可以把输出结果直接拷贝到剪贴板,然后黏贴
    console.log(Object.entries(obj)) // [["foo","value1"],["bar","value2"]]
    
    • 因为for...of可以迭代数组和Map,所以我们得到以下遍历普通对象的方法
    const obj = {
      foo: 'value1',
      bar: 'value2'
    }
    // 方法一:使用for of迭代Object.entries(obj)形成的二维数组,利用解构赋值得到value
    for(const [, value] of Object.entries(obj)){
      console.log(value) // value1, value2
    }
    
    // 方法二:Map
    // 普通对象转Map
    // Map 可以接受一个数组作为参数。该数组的成员是一个个表示键值对的数组
    console.log(new Map(Object.entries(obj)))
    
    // 遍历普通对象生成的Map
    for(const [, value] of new Map(Object.entries(obj))){
      console.log(value) // value1, value2
    }
    
    // 方法三:继续使用for in
    for(const key in obj){
      console.log(obj[key]) // value1, value2
    }
    
    {
      // 方法四:将【类数组(array-like)对象】转换为数组
      // 该对象需具有一个 length 属性,且其元素必须可以被索引。
      const obj = {
        length: 3, // length是必须的,否则什么也不会打印
        0: 'foo',
        1: 'bar',
        2: 'baz',
        a: 12  // 非数字属性是不会打印的
      };
      const array = Array.from(obj); // ["foo", "bar", "baz"]
      for (const value of array) { 
          console.log(value);
      }
      // Output: foo bar baz
    }
    {
      // 方法五:给【类数组】部署数组的[Symbol.iterator]方法【对普通字符串属性对象无效】
      const iterable = {
        0: 'a',
        1: 'b',
        2: 'c',
        length: 3,
        [Symbol.iterator]: Array.prototype[Symbol.iterator]
      };
      for (let item of iterable) {
        console.log(item); // 'a', 'b', 'c'
      }
    }
    

    注意事项

    • 有别于不可终止遍历的forEachfor...of的循环可由breakthrowcontinuereturn终止,在这些情况下,迭代器关闭。
      const obj = {
        foo: 'value1',
        bar: 'value2',
        baz: 'value3'
      }
      for(const [, value] of Object.entries(obj)){
        if (value === 'value2') break // 不会再执行下次迭代
        console.log(value) // value1
      };
      [1,2].forEach(item => {
          if(item == 1) break // Uncaught SyntaxError: Illegal break statement
          console.log(item)
      });
      [1,2].forEach(item => {
          if(item == 1) continue // Uncaught SyntaxError: Illegal continue statement: no surrounding iteration statement
          console.log(item)
      });
      [1,2].forEach(item => {
          if(item == 1) return // 仍然会继续执行下一次循环,打印2
          console.log(item) // 2
      })
    
    • For…ofFor…in对比

      • for...in 不仅枚举数组声明,它还从构造函数的原型中查找继承的非枚举属性;
      • for...of 不考虑构造函数原型上的不可枚举属性(或者说for...of语句遍历可迭代对象定义要迭代的数据。);
      • for...of 更多用于特定的集合(如数组等对象),但不是所有对象都可被for...of迭代。
        Array.prototype.newArr = () => {};
        Array.prototype.anotherNewArr = () => {};
        const array = ['foo', 'bar', 'baz'];
        for (const value in array) { 
          console.log(value); // 0 1 2 newArr anotherNewArr
        }
        for (const value of array) { 
          console.log(value); // 'foo', 'bar', 'baz'
        }
      

    普通对象为何不能被 for of 迭代

      前面我们有提到一个词叫“可迭代”数据结构,当用for of迭代普通对象时,也会报一个“not iterable”的错误。实际上,任何具有 Symbol.iterator 属性的元素都是可迭代的。我们可以简单查看几个可被for of迭代的对象,看看和普通对象有何不同:

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      可以看到,这些可被for of迭代的对象,都实现了一个Symbol(Symbol.iterator)方法,而普通对象没有这个方法。

      简单来说,for of 语句创建一个循环来迭代可迭代的对象,可迭代的对象内部实现了Symbol.iterator方法,而普通对象没有实现这一方法,所以普通对象是不可迭代的。

    Iterator(遍历器)

      关于Iterator(遍历器)的概念,可以参照阮一峰大大的《ECMAScript 6 入门》——Iterator(遍历器)的概念

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      简单来说,ES6 为了统一集合类型数据结构的处理,增加了 iterator 接口,供 for...of 使用,简化了不同结构数据的处理。而 iterator 的遍历过程,则是类似 Generator 的方式,迭代时不断调用next方法,返回一个包含value(值)和done属性(标识是否遍历结束)的对象。

    如何实现Symbol.iterator方法,使普通对象可被 for of 迭代

      依据上文的指引,我们先看看数组的Symbol.iterator接口:

    const arr = [1,2,3];
    const iterator = arr[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}
    

      我们可以尝试给普通对象实现一个Symbol.iterator接口:

    // 普通对象
    const obj = {
      foo: 'value1',
      bar: 'value2',
      [Symbol.iterator]() {
        // 这里Object.keys不会获取到Symbol.iterator属性,原因见下文
        const keys = Object.keys(obj); 
        let index = 0;
        return {
          next: () => {
            if (index < keys.length) {
              // 迭代结果 未结束
              return {
                value: this[keys[index++]],
                done: false
              };
            } else {
              // 迭代结果 结束
              return { value: undefined, done: true };
            }
          }
        };
      }
    }
    for (const value of obj) {
      console.log(value); // value1 value2
    };
    

      上面给obj实现了Symbol.iterator接口,甚至我们还可以像下面这样:

    console.log([...obj]); // ["value1", "value2"]
    console.log([...{}]); // console.log is not iterable (cannot read property Symbol(Symbol.iterator))
    

      我们给obj对象实现了一个Symbol.iterator接口,在此,有一点需要说明的是,不用担心[Symbol.iterator]属性会被Object.keys()获取到导致遍历结果出错,因为Symbol.iterator这样的Symbol属性,需要通过Object.getOwnPropertySymbols(obj)才能获取,Object.getOwnPropertySymbols() 方法返回一个给定对象自身的所有 Symbol 属性的数组。

      有一些场合会默认调用 Iterator 接口(即Symbol.iterator方法:

    • 扩展运算符...:这提供了一种简便机制,可以将任何部署了 Iterator 接口的数据结构,转为数组。也就是说,只要某个数据结构部署了 Iterator 接口,就可以对它使用扩展运算符,将其转为数组(毫不意外的,代码[...{}]会报错,而[...'123']会输出数组['1','2','3'])。
    • 数组和可迭代对象的解构赋值(解构是ES6提供的语法糖,其实内在是针对可迭代对象Iterator接口,通过遍历器按顺序获取对应的值进行赋值。而普通对象解构赋值的内部机制,是先找到同名属性,然后再赋给对应的变量。);
    • 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;
    • 由于数组的遍历会调用遍历器接口,所以任何接受数组作为参数的场合,其实都调用;
    • 字符串是一个类似数组的对象,也原生具有Iterator接口,所以也可被for of迭代。

    迭代器模式

      迭代器模式提供了一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素,而又无需暴露该对象的内部实现,这样既可以做到不暴露集合的内部结构,又可让外部代码透明地访问集合内部的数据。迭代器模式为遍历不同的集合结构提供了一个统一的接口,从而支持同样的算法在不同的集合结构上进行操作。

      不难发现,Symbol.iterator实现的就是一种迭代器模式。集合对象内部实现了Symbol.iterator接口,供外部调用,而我们无需过多的关注集合对象内部的结构,需要处理集合对象内部的数据时,我们通过for of调用Symbol.iterator接口即可。

      比如针对前文普通对象的Symbol.iterator接口实现一节的代码,如果我们对obj里面的数据结构进行了如下调整,那么,我们只需对应的修改供外部迭代使用的Symbol.iterator接口,即可不影响外部迭代调用:

    const obj = {
      // 数据结构调整
      data: ['value1', 'value2'],
      [Symbol.iterator]() {
        let index = 0;
        return {
          next: () => {
            if (index < this.data.length) {
              // 迭代结果 未结束
              return {
                value: this.data[index++],
                done: false
              };
            } else {
              // 迭代结果 结束
              return { value: undefined, done: true };
            }
          }
        };
      }
    }
    // 外部调用
    for (const value of obj) {
      console.log(value); // value1 value2
    }
    

      实际使用时,我们可以把上面的Symbol.iterator提出来进行单独封装,这样就可以对一类数据结构进行迭代操作了。当然,下面的代码只是最简单的示例,你可以在此基础上探究更多实用的技巧。

    const obj1 = {
      data: ['value1', 'value2']
    }
    const obj2 = {
      data: [1, 2]
    }
    // 遍历方法
    consoleEachData = (obj) => {
      obj[Symbol.iterator] = () => {
        let index = 0;
        return {
          next: () => {
            if (index < obj.data.length) {
              return {
                value: obj.data[index++],
                done: false
              };
            } else {
              return { value: undefined, done: true };
            }
          }
        };
      }
      for (const value of obj) {
        console.log(value);
      }
    }
    consoleEachData(obj1); // value1 value2
    consoleEachData(obj2); // 1  2
    

    一点补充

      在写这篇文章时,有个问题给我带来了困扰:原生object对象默认没有部署Iterator接口,即object不是一个可迭代对象,那么,原生object对象的解构赋值是怎么样一种机制呢?
      有一种说法是:ES6提供了Map数据结构,实际上原生object对象被解构时,会被当作Map进行解构。关于这点,大家有什么不同的观点吗?欢迎评论区一起探讨。

    参考资料

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