ES6基础：Iterator和for...of

逃离我推掉我的手 2022-12-22 08:46 145阅读 0赞

# Iterator（遍历器） 和 for…of 循环 #

> 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）

## 一、迭代器和 for…of 浅谈 ##

#### 1.1 传统 for 循环 ####

先来看一段标准的 for 循环的代码：

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

注意，我们拿到了里面的元素，但却多做了很多事：

*  我们声明了 i 标索引；
 *  确定了边界，一旦多层嵌套；

为了消除这种复杂度以及减少循环中的错误(比如错误使用其他循环中的变量)，ES6 提供了迭代器和 for of 循环共同解决这个问题。

#### 1.2 terator（迭代器） ####

**迭代器的描述：**

*  是为各种数据结构，提供一个统一的、简便的访问接口，是用于遍历数据结构元素的指针
 *  二是使得数据结构的成员能够按某种次序排列;
 *  三是 `ES6`创造的一种遍历命令 for…of 循环，Iterator 接口主要供 for…of 消费。

**迭代的过程如下：**

*  通过 Symbol.iterator 创建一个迭代器，指向当前数据结构的起始位置
 *  随后通过 next 方法进行向下迭代指向下一个位置：
    
     *  next 方法会返回当前位置的对象，对象包含了 `value` 和 `done` 两个属性;
     *  value 是当前属性的值;
     *  done 用于判断是否遍历结束，done 为 true 时则遍历结束;

**迭代的内部逻辑应该是：**

#### 1.3 什么是 for…of？ ####

注意这里我们仅提及了 forof 与迭代器的关系。

**for…of 的描述：**

*  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值执行语句——MDN
 *  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。

看到这里你会发现`for...of`和迭代器总是在一起， `for...of`循环内部调用的是数据结构的`Symbol.iterator`方法。

举个例子：

const obj = { 
      value: 1,
    };
    
    for (value of obj) { 
      console.log(value);
    }
    // TypeError: iterator is not iterable

我们直接 for of 遍历一个对象，会报错，然而如果我们给该对象添加 Symbol.iterator 属性：

由此，我们也可以发现 `for...of` 遍历的其实是对象的 `Symbol.iterator` 属性。

JavaScript 原有的 for…in 循环，只能获得对象的键名，不能直接获取键值。ES6 提供 for…of 循环，允许遍历获得键值。

var arr = ["a", "b", "c", "d"];
    
    for (let a in arr) { 
      console.log(a); // 0 1 2 3
    }
    
    for (let a of arr) { 
      console.log(a); // a b c d
    }

上面代码表明：

*  for…in 循环读取**键名**
 *  for…of 循环读取**键值**

for…of 循环调用遍历器接口，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。

## 二、默认的 Iterator 接口 ##

`Iterator` 接口的目的，就是为所有数据结构，提供了一种统一的访问机制。当使用 for…of 循环遍历某种数据结构时，该循环会自动去寻找 Iterator 接口。

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

**拿数组举例：**

对于原生部署`Iterator`接口的数据结构，不用自己写遍历器生成函数，`for...of` 循环会自动遍历它们。除此之外，都需要自己在 Symbol.iterator 属性上面部署。

本质上，遍历器是一种线性处理，对于任何非线性的数据结构，部署遍历器接口，就等于部署一种线性转换。

对象（Object）之所以没有默认部署 Iterator 接口，也是因为对象没法统一进行线性转换

一个对象如果要具备可被 for…of 循环调用的 Iterator 接口，就必须在 Symbol.iterator 的属性上部署遍历器生成方法（原型链上的对象具有该方法也可）。

class newiterator { 
      constructor(start, stop) { 
        this.value = start;
        this.stop = stop;
      }
      // Iterator接口 返回本身
      [Symbol.iterator]() { 
        return this;
      }
    
      next() { 
        if (this.value < this.stop) { 
          return {  value: this.value++, done: false };
        }
        return {  value: undefined, done: true };
      }
    }
    
    const iterator = new newiterator(0, 3);
    
    for (let key of iterator) { 
      console.log(key);
    }
    // 0 1 2

上面代码是一个类部署 Iterator 接口的写法。Symbol.iterator 属性对应一个函数，执行后返回当前对象的遍历器对象。

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

NodeList 对象是类似数组的对象，本来就具有遍历接口，可以直接遍历。上面代码中，我们将它的遍历接口改成数组的 Symbol.iterator 属性，可以看到没有任何影响。

注意，普通对象部署数组的 Symbol.iterator 方法，并无效果。

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
    }

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。

## 三、模拟实现的 for…of ##

其实模拟实现 `for of` 也比较简单，就是利用它与 Symbol.iterator 的关系。

function forOf(obj, cb) { 
      let iterable, result;
    
      if (typeof obj[Symbol.iterator] !== "function")
        throw new TypeError(result + " is not iterable");
      if (typeof cb !== "function") throw new TypeError("cb must be callable");
    
      iterable = obj[Symbol.iterator]();
    
      result = iterable.next();
      while (!result.done) { 
        cb(result.value);
        result = iterable.next();
      }
    }

## 四、使用 Iterator 接口的场景 ##

有一些场合会默认调用 Iterator 接口（即 Symbol.iterator 方法），除了 for…of 循环，还有几个别的场合。

#### 4.1 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'];

#### 4.2 扩展运算符 ####

扩展运算符（…）也会调用默认的 Iterator 接口。

// 例一
    var str = "hello";
    [...str]; // ['h','e','l','l','o']
    
    // 例二
    let arr = ["b", "c"];
    ["a", ...arr, "d"];
    // ['a', 'b', 'c', 'd']

上面代码的扩展运算符内部就调用 Iterator 接口。

实际上，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。

#### 4.3 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。

#### 4.4 其他场合 ####

由于数组的遍历会调用遍历器接口，所以任何接受数组作为参数的场合，其实都调用了遍历器接口。下面是一些例子。

*  Array.from()
 *  Map(), Set(), WeakMap(), WeakSet()（比如 new Map(\[\[‘a’,1\],\[‘b’,2\]\])）
 *  Promise.all()
 *  Promise.race()

## 五、Iterator 接口与 Generator 函数 ##

`Symbol.iterator()`方法的最简单实现，还是使用 ES6 新提出的 Generator 函数。

上面代码中，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。

## 六、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，那么 next()方法是必须部署的，return()方法和 throw()方法是否部署是可选的。

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。

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。下面的两种情况，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);
      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；
 *  情况二会在执行 return()方法关闭文件之后，再抛出错误。

## 参考 ##

*  [ES6 系列之迭代器与 for of][ES6 _ for of]
 *  [廖雪峰：迭代器函数][Link 1]

## 写在最后 ##

**JavaScript 系列：**

1.  [《JavaScript 内功进阶系列》（已完结）][JavaScript]
2.  [《JavaScript 专项系列》（持续更新）][JavaScript 1]
3.  [《ES6 基础系列》（持续更新）][ES6]

**关于我**

*  花名：余光（沉迷 JS，虚心学习中）
 *  WX：j565017805

**其他沉淀**

*  [Js 版 LeetCode 题解][Js _ LeetCode]
 *  [前端进阶笔记][Link 2]
 *  [我的 CSDN 博客][CSDN]

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[ES6 _ for of]: https://github.com/mqyqingfeng/Blog/issues/90
[Link 1]: https://es6.ruanyifeng.com/#docs/iterator
[JavaScript]: https://blog.csdn.net/jbj6568839z/article/details/103161970
[JavaScript 1]: https://blog.csdn.net/jbj6568839z/category_10204368.html
[ES6]: https://blog.csdn.net/jbj6568839z/category_8464707.html
[Js _ LeetCode]: https://webbj97.github.io/leetCode-Js/
[Link 2]: https://webbj97.github.io/summary/
[CSDN]: https://yuguang.blog.csdn.net/
[GitHub]: https://github.com/webbj97/summary
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