es6 javascript的Iterator 和 forof 循环.docx
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es6javascript的Iterator和forof循环
es6javascript的Iterator和for...of循环
1Iterator(遍历器)的概念
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。
下面是一个模拟next方法返回值的例子。
[javascript]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
varit=makeIterator(['a','b']);
it.next()//{value:
"a",done:
false}
it.next()//{value:
"b",done:
false}
it.next()//{value:
undefined,done:
true}
functionmakeIterator(array){
varnextIndex=0;
return{
next:
function(){
returnnextIndex { 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。 [javascript]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 functionmakeIterator(array){ varnextIndex=0; return{ next: function(){ returnnextIndex { 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。 [javascript]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 varit=idMaker(); it.next().value//'0' it.next().value//'1' it.next().value//'2' //... functionidMaker(){ varindex=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。 在ES6中,有些数据结构原生具备Iterator接口(比如数组),即不用任何处理,就可以被for...of循环遍历,有些就不行(比如对象)。 原因在于,这些数据结构原生部署了Symbol.iterator属性(详见下文),另外一些数据结构没有。 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。 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。 [javascript]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 interfaceIterable{ [Symbol.iterator](): Iterator, } interfaceIterator{ next(value? : any): IterationResult, } interfaceIterationResult{ value: any, done: boolean, } 2数据结构的默认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,即for...of循环(详见下文)。 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。 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)。 调用Symbol.iterator方法,就会得到当前数据结构默认的遍历器生成函数。 Symbol.iterator本身是一个表达式,返回Symbol对象的iterator属性,这是一个预定义好的、类型为Symbol的特殊值,所以要放在方括号内(请参考Symbol一章)。 在ES6中,有三类数据结构原生具备Iterator接口: 数组、某些类似数组的对象、Set和Map结构。 [javascript]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 letarr=['a','b','c']; letiter=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} 上面代码中,变量arr是一个数组,原生就具有遍历器接口,部署在arr的Symbol.iterator属性上面。 所以,调用这个属性,就得到遍历器对象。 上面提到,原生就部署Iterator接口的数据结构有三类,对于这三类数据结构,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,其他数据结构(主要是对象)的Iterator接口,都需要自己在Symbol.iterator属性上面部署,这样才会被for...of循环遍历。 对象(Object)之所以没有默认部署Iterator接口,是因为对象的哪个属性先遍历,哪个属性后遍历是不确定的,需要开发者手动指定。 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。 不过,严格地说,对象部署遍历器接口并不是很必要,因为这时对象实际上被当作Map结构使用,ES5没有Map结构,而ES6原生提供了。 一个对象如果要有可被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)。 [javascript]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 classRangeIterator{ constructor(start,stop){ this.value=start; this.stop=stop; } [Symbol.iterator](){ returnthis; } next(){ varvalue=this.value; if(value this.value++; return{ done: false, value: value }; }else{ return{ done: true, value: undefined }; } } } functionrange(start,stop){ returnnewRangeIterator(start,stop); } for(varvalueofrange(0,3)){ console.log(value); } 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。 下面是通过遍历器实现指针结构的例子。 [javascript]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 functionObj(value){ this.value=value; this.next=null; } Obj.prototype[Symbol.iterator]=function(){ variterator={ next: next }; varcurrent=this; functionnext(){ if(current){ varvalue=current.value; current=current.next; return{ done: false, value: value }; }else{ return{ done: true }; } } returniterator; } varone=newObj (1); vartwo=newObj (2); varthree=newObj(3); one.next=two; two.next=three; for(variofone){ console.log(i); } //1 //2 //2 //3 上面代码首先在构造函数的原型链上部署Symbol.iterator方法,调用该方法会返回遍历器对象iterator,调用该对象的next方法,在返回一个值的同时,自动将内部指针移到下一个实例。 下面是另一个为对象添加Iterator接口的例子。 [javascript]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 下面是另一个为对象添加Iterator接口的例子。 letobj={ data: ['hello','world'], [Symbol.iterator](){ constself=this; letindex=0; return{ next(){ if(index return{ value: self.data[index++], done: false }; }else{ return{ value: undefined, done: true }; } } }; } }; 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。 [javascript]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 NodeList.prototype[Symbol.iterator]=Array.prototype[Symbol.iterator]; //或者 NodeList.prototype[Symbol.iterator]=[][Symbol.iterator]; [...document.querySelectorAll('div')]//可以执行了 下面是类似数组的对象调用数组的Symbol.iterator方法的例子。 [javascript]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 letiterable={ 0: 'a', 1: 'b', 2: 'c', length: 3, [Symbol.iterator]: Array.prototype[Symbol.iterator] }; for(letitemofiterable){ console.log(item);//'a','b','c' } 注意,普通对象部署数组的Symbol.iterator方法,并无效果。 [javascript]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 letiterable={ a: 'a', b: 'b', c: 'c', length: 3, [Symbol.iterator]: Array.prototype[Symbol.iterator] }; for(letitemofiterable){ 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。 [javascript]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 varobj={}; obj[Symbol.iterator]=()=>1; [...obj]//TypeError: []isnotafunction 上面代码中,变量obj的Symbol.iterator方法对应的不是遍历器生成函数,因此报错。 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 [javascript]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 var$iterator=ITERABLE[Symbol.iterator](); var$result=$iterator.next(); while(! $result.done){ varx=$result.value; //... $result=$iterator.next(); } 上面代码中,ITERABLE代表某种可遍历的数据结构,$iterator是它的遍历器对象。 遍历器对象每次移动指针(next方法),都检查一下返回值的done属性,如果遍历还没结束,就移动遍历器对象的指针到下一步(next方法),不断循环。 3调用Iterator接口的场合 有一些场合会默认调用Iterator接口(即Symbol.iterator方法),除了下文会介绍的for...of循环,还有几个别的场合。 (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。 [javascript]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 letset=newSet().add('a').add('b').add('c'); let[x,y]=set; //x='a';y='b' let[first,...rest]=set; //first='a';rest=['b','c']; (2)扩展运算符 扩展运算符(...)也会调用默认的iterator接口。 [javascript]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 //例一 varstr='hello'; [...str]//['h','e','l','l','o'] //例二 letarr=['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。 [javascript]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 letarr=[...iterable]; (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。 [javascript]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 letgenerator=function*(){ yield1; yield*[2,3,4]; yield5; }; variterator=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} (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。 [javascript]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 for...of Array.from() Map(),Set(),WeakMap(),WeakSet()(比如newMap([ ['a',1], ['b',2] ])) Promise.all() Promise.race() 4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。 [javascript]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 varsomeString="hi"; typeofsomeString[Symbol.iterator] //"function" variterator=someString[Symbol.iterator](); iterator.next()//{value: "h",done: false} iterator.next()//{value: "i",done: false} iterator.next()//{value: undefined,done: true} 上面代码中,调用Symbol.iterator方法返回一个遍历器对象,在这个遍历器上可以调用next方法,实现对于字符串的遍历。 可以覆盖原生的Symbol.iterator方法,达到修改遍历器行为的目的。 [javascript]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 varstr=newString("hi"); [...str]//["h","i"] str[Symbol.iterator]=function(){ return{ next: function(){ if(this._first){ this._first=false; retur
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