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ES6 Iterator遍歷器

Iterator遍歷器

(1)Iterator的概念

Iterator,也就是遍歷器,它是一種介面,為各種不同的資料結構提供統一的訪問機制(for…of迴圈)。任何資料結構,只要部署了Iterator介面,就可以完成遍歷操作(即依次處理該資料結構的所有成員)。

Iterator的作用

1.為各種資料結構提供一個統一的、簡便的訪問介面。
2.使得資料結構的成員能夠按照某種次序排列。
3.ES6創造了一種新的遍歷命令——for…of迴圈,Iterator介面主要供for…of消費。
(在下一篇文章中會總結for…of迴圈的相關內容)

Iterator的遍歷過程

1.建立一個指標物件,指向當前資料結構的起始位置。也就是說,遍歷器物件本質就是一個指標物件。
2.第一次呼叫指標物件的next方法,可以將指標指向資料結構的第一個成員。
3.第二次呼叫指標物件的next方法,指標就指向資料結構的第二個成員。
4.不斷呼叫指標物件的next方法,直到它指向資料結構的結束位置。
每次呼叫next方法都會返回資料結構的當前成員的資訊。具體來說,就是返回一個包含value和done兩個屬性的物件。其中,value屬性是當前成員的值,done屬性是一個布林值,表示遍歷是否結束,即是否還有必要再一次呼叫next方法。

(2)預設Iterator介面

Iterator介面的目的是為所有的資料結構提供一種統一的訪問機制,即for…of迴圈。當使用for…of迴圈遍歷某種資料結構的時候,該迴圈會自動去尋找Iterator介面。
資料結構只要部署了Iterator介面,我們就稱這種資料結構“可遍歷”。

1.預設的Iterator介面部署在資料結構的Symbol.iterator屬性上

也就是說,一個數據結構只要具有Symbol.iterator屬性,就可以認為是“可遍歷的”。Symbol.iterator是一個預定義好的、型別為 Symbol 的特殊值,所以要放在方括號內:

    const
obj = { [Symbol.iterator]: function () { return { next: function () { return { value: 1, done: true }; } }; } }; let a = obj[Symbol.
iterator](); console.log(a); // Object 一個遍歷器物件 console.log(a.next()); // Object { value: 1, done: true }

上面程式碼中,物件obj具有Symbol.iterator屬性,是可遍歷的。執行這個屬性,會返回一個遍歷器物件。該物件的根本特徵就是具有next方法。每次呼叫next方法,都會返回一個代表當前成員的資訊物件,具有value和done兩個屬性。

2.原生具備Iterator介面的資料結構

一些資料結構原生部署了Symbol.iterator屬性,不用任何處理就可以使用for…of迴圈。
以下的資料結構原生具備Iterator介面:
Array,Map,Set,String,TypeArray,函式的arguments物件,NodeList物件。

(Generator函式也原生具有Iterator介面。)

Array
let arr = ['a', 'b', 'c'];
let iter = arr[Symbol.iterator]();

iter.next() // { value: 'a', done: false }
iter.next() // { value: 'b', done: false }
iter.next() // { value: 'c', done: false }
iter.next() // { value: undefined, done: true }
Map
    const map = new Map([
        [1, "one"],
        [2, "two"],
        [3, "three"]
    ]);
    let iter = map[Symbol.iterator]();

    console.log(iter.next());// { value: [1,"one"], done: false }
    console.log(iter.next());// { value: [2,"two"], done: false }
    console.log(iter.next());// { value: [3,"three"], done: false }
    console.log(iter.next());// { value: undefined, done: true }
Set
    const set = new Set([1,2,3]);
    let iter = set[Symbol.iterator]();

    console.log(iter.next());// { value: 1, done: false }
    console.log(iter.next());// { value: 2, done: false }
    console.log(iter.next());// { value: 3, done: false }
    console.log(iter.next());// { value: undefined, done: true }
String
    const string ="qwe";
    let iter = string[Symbol.iterator]();

    console.log(iter.next());// { value: "q", done: false }
    console.log(iter.next());// { value: "w", done: false }
    console.log(iter.next());// { value: "e", done: false }
    console.log(iter.next());// { value: undefined, done: true }
TypedArray

TypedArray是型別化陣列,用來處理二進位制資料,其在WEBGL規範中被引入。
之後會寫一篇專門的文章來總結TypedArray。

函式的arguments物件
NodeList物件

每個DOM節點都有一個chileNodes屬性,這個屬性以NodeList物件返回節點的子節點。也就是說childNodes屬性中儲存著一個NodeList物件。NodeList是一種類陣列物件,用於儲存一組有序的節點,它具有length屬性,但不是Array例項。

3.為其他資料結構新增Iterator介面

其他資料結構的Iterator介面都需要自己在Symbol.iterator屬性上面部署,這樣才會被for…of迴圈遍歷。
下面是為物件新增Iterator介面的例子:

let obj = {
  data: [ 'hello', 'world' ],
  [Symbol.iterator]() {
    const self = this;
    let index = 0;
    return {
      next() {
        if (index < self.data.length) {
          return {
            value: self.data[index++],
            done: false
          };
        } else {
          return { value: undefined, done: true };
        }
      }
    };
  }
};

如果Symbol.iterator方法對應的不是遍歷器生成函式,即沒有返回一個遍歷器物件,解釋引擎將會報錯:

var obj = {};

obj[Symbol.iterator] = () => 1;

[...obj] // TypeError: [] is not a function
對於類似陣列的物件(存在數值鍵名和length屬性),部署Iterator介面有一個簡便方法:

使用Symbol.iterator方法直接引用陣列的Iterator介面:

let 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'
}

對普通物件部署陣列的Symbol.iterator方法並沒有效果:

let iterable = {
  a: 'a',
  b: 'b',
  c: 'c',
  length: 3,
  [Symbol.iterator]: Array.prototype[Symbol.iterator]
};
for (let item of iterable) {
  console.log(item); // undefined, undefined, undefined
}

(3)呼叫Iterator介面的場景

有一些場景會預設呼叫Iterator介面,也就是Symbol.iterator方法。

1.for…of迴圈

關於for…of迴圈的內容將在下一篇文章中進行總結。

2.解構賦值

只要某種資料結構具有Iterator介面,都可以採用陣列形式的解構賦值。

陣列的解構賦值
    let [a, b, c, d, e] = [1,2,3,4,5];

    console.log(a);//1
    console.log(b);//2
    console.log(c);//3
    console.log(d);//4
    console.log(e);//5
Set結構的解構賦值
    let [a, b, c, d, e] = new Set([1,2,3,4,5]);

    console.log(a);//1
    console.log(b);//2
    console.log(c);//3
    console.log(d);//4
    console.log(e);//5
字串的解構賦值
    let [a, b, c, d, e] = "hello";
    
    console.log(a);//h
    console.log(b);//e
    console.log(c);//l
    console.log(d);//l
    console.log(e);//o
Generator函式也原生具有Iterator介面
function* fibs(){
    let a=0;
    while(true){
        yield a;
        [a]=[++a];
    }
}
let [a, b, c, d, e] = fibs();
console.log(a);//0
console.log(b);//1
console.log(c);//2
console.log(d);//3
console.log(e);//4
3.擴充套件運算子(…)
// 例一
var str = 'hello';
[...str] //  ['h','e','l','l','o']

// 例二
let arr = ['b', 'c'];
['a', ...arr, 'd']
// ['a', 'b', 'c', 'd']

只要某個資料結構部署了 Iterator 介面,就可以對它使用擴充套件運算子,將其轉為陣列。

let arr = [...iterable];
4.yield*

yield*後面跟的是一個可遍歷的結構,它會呼叫該結構的遍歷器介面。

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 }
5.其他場合

任何接受陣列作為引數的場合其實都呼叫了遍歷器介面。
下面是一些例子:
1.for…of
2.Array.from()
3.Map(), Set(), WeakMap(), WeakSet()(比如new Map([[‘a’,1],[‘b’,2]]))
4.Promise.all()
5.Promise.race()

(4)Iterator介面與Generator函式

Symbol.iterator方法的最簡單實現,還是使用 Generator 函式:

let myIterable = {
  [Symbol.iterator]: function* () {
    yield 1;
    yield 2;
    yield 3;
  }
}
[...myIterable] // [1, 2, 3]

// 或者採用下面的簡潔寫法

let obj = {
  * [Symbol.iterator]() {
    yield 'hello';
    yield 'world';
  }
};

for (let x of obj) {
  console.log(x);
}
// "hello"
// "world"

上面程式碼中,Symbol.iterator方法幾乎不用部署任何程式碼,只要用 yield 命令給出每一步的返回值即可。

(5)遍歷器物件的return(),throw()

遍歷器物件除了具有next方法,還可以具有return方法和throw方法。如果自己寫遍歷器物件生成函式,那麼next方法是必須部署的,return方法和throw方法是否部署是可選的。

return方法的使用場合是,如果for…of迴圈提前退出(通常是因為出錯,或者有break語句),就會呼叫return方法。

throw方法主要是配合 Generator 函式使用,一般的遍歷器物件用不到這個方法。

參考文獻:《ECMAScript 6 入門》阮一峰