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es6 Iterator 和 for...of 循环

2019年07月09日 10:22 | 190次浏览

定义

JavaScript 原有的表示“集合”的数据结构,主要是数组(Array)和对象(Object),ES6 又添加了Map和Set。这样就有了四种数据集合,用户还可以组合使用它们,定义自己的数据结构,比如数组的成员是Map,Map的成员是对象。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)。


Iterator 的作用有三个:一是为各种数据结构,提供一个统一的、简便的访问接口;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)第二次调用指针对象的next方法,指针就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的信息。具体来说,就是返回一个包含value和done两个属性的对象。其中,value属性是当前成员的值,done属性是一个布尔值,表示遍历是否结束。


示例

模拟next方法返回值的例子

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};
    }
  };
}

上面代码定义了一个makeIterator函数,它是一个遍历器生成函数,作用就是返回一个遍历器对象。对数组['a', 'b']执行这个函数,就会返回该数组的遍历器对象(即指针对象)it。


指针对象的next方法,用来移动指针。开始时,指针指向数组的开始位置。然后,每次调用next方法,指针就会指向数组的下一个成员。第一次调用,指向a;第二次调用,指向b。


next方法返回一个对象,表示当前数据成员的信息。这个对象具有value和done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。


总之,调用指针对象的next方法,就可以遍历事先给定的数据结构。


对于遍历器对象来说,done: false和value: undefined属性都是可以省略的,因此上面的makeIterator函数可以简写成下面的形式。

function makeIterator(array) {
  var nextIndex = 0;
  return {
    next: function() {
      return nextIndex < array.length ?
        {value: array[nextIndex++]} :
        {done: true};
    }
  };
}

由于 Iterator 只是把接口规格加到数据结构之上,所以,遍历器与它所遍历的那个数据结构,实际上是分开的,完全可以写出没有对应数据结构的遍历器对象,或者说用遍历器对象模拟出数据结构。下面是一个无限运行的遍历器对象的例子。

var it = idMaker();

it.next().value // 0
it.next().value // 1
it.next().value // 2
// ...

function idMaker() {
  var index = 0;

  return {
    next: function() {
      return {value: index++, done: false};
    }
  };
}

上面的例子中,遍历器生成函数idMaker,返回一个遍历器对象(即指针对象)。但是并没有对应的数据结构,或者说,遍历器对象自己描述了一个数据结构出来。


如果使用 TypeScript 的写法,遍历器接口(Iterable)、指针对象(Iterator)和next方法返回值的规格可以描述如下。

interface Iterable {
  [Symbol.iterator]() : Iterator,
}

interface Iterator {
  next(value?: any) : IterationResult,
}

interface IterationResult {
  value: any,
  done: boolean,
}



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