ES6标准入门 摘要 (Iterator)

2019-10-16  本文已影响0人  Upcccz

Iterator

JS现在表示“集合”的数据结构,就是Array、Object、Map、Set,用户可以组合使用它们,定义自己的数据结构,这样就需要一种统一的接口机制,来处理所有不同的数据结构。

遍历器(Iterator)就是这样一种机制。它是一种接口,为各种不同的数据结构提供统一的访问机制。任何数据结构只要部署 Iterator 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)。 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。

Iterator 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。也就是说,遍历器对象本质上,就是一个指针对象。
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.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。

每次调用next的方法会返回一个对象,拥有两个属性value和done,value是当前成员的值,done属性是一个布尔值,表示遍历是否结束。

// 模拟next方法返回值

var it = makeIterator(['a', 'b']);

it.next() // { value: "a", done: false }
it.next() // { value: "b", done: false }
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};
    }
  };
}
// 三元判断的中done:false value:undefined是可以省略的

// 改写
nextIndex < array.length ?
  {value: array[nextIndex++]} :
  {done: true};

默认的 Iterator 接口

ES6 规定,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”(iterable)。Symbol.iterator属性本身是一个函数,就是当前数据结构默认的遍历器生成函数。执行这个函数,就会返回一个遍历器对象,该对象的根本特征就是具有next方法。每次调用next方法,都会返回一个代表当前成员的信息对象,具有value和done两个属性。

凡是部署了Symbol.iterator属性的数据结构,就称为部署了遍历器接口。调用这个接口,就会返回一个遍历器对象。原生具备 Iterator 接口的数据结构有:Array、Map、Set、String、TypedArray、函数的 arguments 对象、NodeList 对象。

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 }

其他数据结构(主要是对象)的 Iterator 接口,都需要自己在Symbol.iterator属性(或者原型链上的对象具有该方法也可)上面部署,这样才会被for...of循环遍历。

class RangeIterator {
  constructor(start, stop) {
    this.value = start;
    this.stop = stop;
  }

  [Symbol.iterator]() { return this; }

  next() {
    var value = this.value;
    if (value < this.stop) {
      this.value++;
      return {done: false, value: value};
    }
    return {done: true, value: undefined};
  }
}

function range(start, stop) {
  return new RangeIterator(start, stop);
}

// range(0, 3) 会返回一个对象,即RangeIterator实例
// 被for of 循环,就会查看这个对象是否有Symbol.iterator属性
// 并调用得到一个遍历器对象,拥有就可以使用for of循环
// 每次就是调用这个对象的next方法

for (var value of range(0, 3)) {
  console.log(value); // 0, 1, 2
}

遍历器实现指针结构

function Obj(value) {
  this.value = value;
  this.next = null;
}

Obj.prototype[Symbol.iterator] = function() {
  var iterator = { next: next };

  var current = this;

  function next() {
    // 在返回一个值的同时,自动将内部指针移到下一个实例。
    // 这里的判断就是指,如果下一个实例不存在了,就返回 done:true,遍历结束。
    if (current) {
      var value = current.value;
      current = current.next;
      return { done: false, value: value };
    } else {
      return { done: true };
    }
  }
  return iterator;
}

var one = new Obj(1);
var two = new Obj(2);
var three = new Obj(3);

one.next = two;
two.next = three;

// 循环调用的实例的next方法
// current.next是用来控制指针

for (var i of one){
  console.log(i); // 1, 2, 3
}

对于类似数组的对象(存在数值键名和length属性),部署 Iterator 接口,有一个简便方法,就是Symbol.iterator方法直接引用数组的 Iterator 接口。

NodeList.prototype[Symbol.iterator] = Array.prototype[Symbol.iterator];
// 或者
NodeList.prototype[Symbol.iterator] = [][Symbol.iterator];

[...document.querySelectorAll('div')] // 可以执行了

// 存在数值键名和length属性的对象

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'
}
// 不是数值键名也不行

如果Symbol.iterator方法对应的不是遍历器生成函数(即会返回一个遍历器对象),解释引擎将会报错。

有了遍历器接口,数据结构就可以用for...of循环遍历(详见下文),也可以使用while循环遍历。

// 要这样用
// iterable是上例中定义的对象
// 不是直接调用iterable的next,而是先调用Symbol.iterator获得遍历器对象
// 在调用遍历器对象的next方法

var $iterator = iterable[Symbol.iterator]();
var $result = $iterator.next();
while (!$result.done) {
  var x = $result.value;
  // ...
  $result = $iterator.next();
}

调用 Iterator 接口的场合

除了for...of循环,还有别的几个场合会使用Iterator接口(即Symbol.iterator方法)

1.对数组和 Set 结构进行解构赋值时,会默认调用Symbol.iterator方法
2.扩展运算符(...)也会调用默认的 Iterator 接口。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。
3.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。
4.Array.from()
5.Map(), Set(), WeakMap(), WeakSet()(比如new Map([['a',1],['b',2]]))
6.Promise.all(),Promise.race()

字符串的 Iterator 接口

字符串是一个类似数组的对象,也原生具有 Iterator 接口。

var str = new String("hi");

// 使用...扩展运算法能将字符串转为数组
[...str] // ["h", "i"]

// 重写Symbol.iterator方法 达到修改遍历器行为的目的。
str[Symbol.iterator] = function() {
  return {
    next: function() {
      if (this._first) {
        this._first = false;
        return { value: "bye", done: false };
      } else {
        return { done: true };
      }
    },
    _first: true
  };
};

[...str] 
// ["bye"] 只返回一次 'bye'
// 因为_first在第一次调用之后就是false了

str // "hi"

遍历器对象的 return(),throw()

遍历器对象除了具有next方法,还可以具有return方法和throw方法。如果你自己写遍历器对象生成函数,只有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),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 {
    [Symbol.iterator]() {
      return {
        next() {
          return { done: false };
        },
        return() {
          file.close();
          return { done: true };
        }
      };
    },
  };
}

// 情况一
for (let line of readLinesSync(fileName)) {
  console.log(line);
  break;
  // 先执行console 在执行return()方法
}

// 情况二
for (let line of readLinesSync(fileName)) {
  console.log(line);
  // 先执行console 在执行return()方法 在抛出错误
  throw new Error();
}

throw方法主要是配合 Generator 函数使用

for ... of

ES6引入了for...of循环,作为遍历所有数据结构的统一的方法。for...of循环内部调用的是数据结构的Symbol.iterator方法。

for...of循环可以使用的范围包括数组、Set 和 Map 结构、某些类似数组的对象(比如arguments对象、DOM NodeList 对象)、Generator 对象,以及字符串。

数组

一个数据结构只要部署了Symbol.iterator属性,就被视为具有 iterator 接口,就可以用for...of循环遍历它的成员

const arr = ['red', 'green', 'blue'];

for(let v of arr) {
  console.log(v); // red green blue
}

const obj = {};
obj[Symbol.iterator] = arr[Symbol.iterator].bind(arr);

// 此时这个对象就能够被for ... of 循环
for(let v of obj) {
  console.log(v); // red green blue
}

在遍历数组时,for...in循环读取键名,for...of循环读取键值。

for...of循环调用数组的遍历器接口只返回具有数字索引的属性。这一点跟for...in循环也不一样。

let arr = [3, 5, 7];
arr.foo = 'hello';

for (let i in arr) {
  console.log(i); // "0", "1", "2", "foo"
}

for (let i of arr) { // 只返回具有数字索引的属性
  console.log(i); //  "3", "5", "7"
}

Map 和 Set

Set 结构遍历时,返回的是一个值,而 Map 结构遍历时,返回的是一个数组,该数组的两个成员分别为当前 Map 成员的键名和键值。

let map = new Map().set('a', 1).set('b', 2);
for (let pair of map) {
  console.log(pair);
  // ['a', 1]
  // ['b', 2]
}

var engines = new Set(["Gecko", "Trident", "Webkit", "Webkit"]);
for (var e of engines) {
  console.log(e);
}
// Gecko
// Trident
// Webkit

对象

普通的对象,for...in循环可以遍历键名,for...of循环会报错。

可以使用Object.keys方法将对象的键名生成一个数组,然后遍历这个数组。

for (var key of Object.keys(someObject)) {
  console.log(key + ': ' + someObject[key]);
}

与其他遍历语法的比较

最原始的写法就是for循环,但是太麻烦,所以提供了forEach方法,但是forEach无法中途跳出,break命令或return命令都不能奏效。

for...in 遍历数组以字符串作为键名“0”、“1”、“2”,而且不仅遍历数字键名,还会遍历手动添加的其他键,甚至包括原型链上的键。

for...of循环相比上面几种做法,有一些显著的优点。

有着同for...in一样的简洁语法,但是没有for...in那些缺点。不同于forEach方法,它可以与break、continue和return配合使用。提供了遍历所有数据结构的统一操作接口。

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