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面试:你知道为什么会有 Generator 吗

提示: 本文是 github 上《Understanding ECMAScript 6》 的笔记整理,代码示例也来源于此。大家有时间可以直接读这本书。虽是英文,但通俗易懂,非常推荐。

之前面试时有被问到为什么会有 Generator, 还好没懵逼。想知道的吗,往下翻。

原文链接

这里主要介绍 generator 的由来和一些基本概念,已经了解了或者想了解 generator 高级用法的可以看这篇 怎么往 Generator 里抛个错?

循环的问题

ES5 里遍历一个数组需要这样:

const colors = ["red", "green", "blue"];
for (var i = 0, len = colors.length; i < len; i++) {
  console.log(colors[i]);
}
复制代码

可以看出:

  1. 它既要追踪下标位置,
  2. 还要判断循环何时停止。

这段代码逻辑简单, 但写法复杂而枯燥。而且很常用,所以很容易因手抖而出bug。为了简化写法,降低出错机率,ES6 引入了一些新的语法,其中一个是 iterator

什么是 iterator

iterator 也是一种对象,不过它有着专为迭代而设计的接口。它有next 方法,该方法返回一个包含 valuedone 两个属性的对象 (下称 result )。前者是迭代的值,后者是表明迭代是否完成的标志 -- 布尔值: true 表示迭代完成,false 表示没有。iterator 内部有指向迭代位置的指针,每次调用next, 自动移动指针并返回相应的 result

下面是一个自定义的 iterator:

function createIterator(items) {
  var i = 0;
  return {
    next: function () {
      var done = (i >= items.length);
      var value = !done ? items[i++] : undefined; return {
        done: done,
        value: value
      };
    }
  };
}



var iterator = createIterator([1, 2, 3]);
console.log(iterator.next()); // "{ value: 1, done: false }"
console.log(iterator.next());  // "{ value: 2, done: false }"
console.log(iterator.next());  // "{ value: 3, done: false }"
console.log(iterator.next());  // "{ value: undefined, done: true }"
// 后续的所有调用返回的结果都一样
console.log(iterator.next());  // "{ value: undefined, done: true }"
复制代码

可以看出,只需要我们不断执行next就可以,不需要手动追踪迭代的位置。比开篇的循环简单了些。

注意: 最后一次迭代返回的value, 并不是集合(如上例子中的 items )里的值,而是 undedined 或者函数返回值。 查看这里,可以了解返回值与result的关系

generator 是什么

上面虽然是比 for 循环简单了些,但手动写个 iterator 太麻烦了,所以ES6 推出 generator ,方便创建 iterator。也就是说,generator 就是一个返回值为 iterator 的函数。

其语法如下:

function* createIterator() {
  yield 1;
  yield 2;
  yield 3;
}
// generators可以像正常函数一样被调用,不同的是会返回一个 iterator
let iterator = createIterator();
console.log(iterator.next().value); // 1
console.log(iterator.next().value); // 2
console.log(iterator.next().value); // 3
复制代码

例子很明了,* 标明这是个 generatorsyield 用来在调用 next时返回 value

方法里的 generator, 可以简写:

let o = {
  createIterator: function* (items) {
    for (let i = 0; i < items.length; i++) {
      yield items[i];
    }
  }
};


// 等同于
let o = {
  *createIterator(items) {
    for (let i = 0; i < items.length; i++) {
      yield items[i];
    }
  }
};

复制代码

可以看到,创建 generator 函数有三种方法

  1. 函数声明

    function* createIterator() {...}
    复制代码
  2. 函数表达式

    const createIterator = function* () {...}
    复制代码
  3. 对象里的简写方式

    let o = {
      *createIterator(items) {
         ...
       }
    };
    复制代码

可以认为,就是在函数关键字 function 和函数名之间加 *, 只不过,不同场景下关键和函数名可以省略罢了

[function] * [name]() {}

// * 可以靠近关键字也可以靠近函数名,或两不靠近,都可以
复制代码

注意点:

  1. 需要注意的是,yield 不能跨函数:

    function* createIterator(items) {
      items.forEach(function (item) {
        // 语法错误
        yield item + 1;
      });
    }
    复制代码
  2. 箭头函数不能用做 generator

iterable 和 for-of 循环

iterable

iterator 紧密是相关的,有个叫 iterable 的对象。它有个 Symbol.iterator 属性,其值是个 generator 函数。

用代码描述的话,iterable 长这样:

let collection = {
  items: [],
  *[Symbol.iterator]() {
    for (let item of this.items) {
      yield item;
    }
  }
};
复制代码

ES6 里的集合如数组、set、map甚至字符串,都是 iterablegenerator 创建的 iterator 都被默认添加了 Symbol.iterator ,所以,它们也是 iterable

所有的 iterable, 也都可以使用 for-of 循环。

for-of 循环

虽然有了 iterator ,只要调用它的next方法,就可以迭代了。但是,每次手动调用也太麻烦了,所以 ES6 推出了 for-of 循环:

const colors = ["red", "green", "blue"];
for (let color of colors) {
  console.log(color);
}
复制代码

对比开篇的 for 循环:

const colors = ["red", "green", "blue"];
for (var i = 0, len = colors.length; i < len; i++) {
  console.log(colors[i]);
}
复制代码

可以看出,for-of 循环

  1. 不用追踪迭代位置;
  2. 不用判断循环终止条件;

只需要声明变量活动每次迭代的值即可,简洁明了。

注意:for-of 只能用在 iterable 上,用其他对象上会报错。

内置的 iterator

iteratorES6 里一个重要的部分,一些内置的数据类型都内置了 iterator,方便开发。

这里简要介绍下有 iterator 的数据类型。虽然简单,但不是不重要。

集合的 iterator

ES6 里的集合有三类:

  1. 数组
  2. set
  3. map

他们下面的 iterator 有:

entries(): 返回迭代结果为键值对的 iterator; values(): 返回迭代结果为集合里的值的 iterator; keys(): 返回迭代结果为集合里的 keyiterator;

下面以 map 为例:

let tracking = new Map([
  ['name', 'jeyvie'],
  ['pro', 'fd'],
  ['hobby', 'programming']
]);

for (let entry of tracking.entries()) {
  console.log(entry);
}
// ["name", "jeyvie"]
// ["pro", "fd"]
// ["hobby", "programming"]

for (let key of tracking.keys()) {
  console.log(key);
}
// name
// pro
// hobby

for (let value of tracking.values()) {
  console.log(value);
}
// jeyvie
// fd
// programming
复制代码

其中 set 里的 keyvalue 相等,都是 set 里的值。数组的 key 是其下标 index, value 是里面的值。

另外,各集合都有默认的 iteratorfor-of 调用。 其执行结果,反应的是集合如何被初始化的。

如上例子 tracking

for (let value of tracking) {
  console.log(value);
}
// ["name", "jeyvie"]
// ["pro", "fd"]
// ["hobby", "programming"]
复制代码

对应这 Map 实例化是出入的子项 -- 有两个元素的数组。

其他的set、 数组与之类似,不赘述了。

需要留意,经验证 chrome v65node v8.0 里数组都没有 values()。也许是因为对数组而言,它比较冗余吧。

字符串的 iterator

字符串里 iterator,理解一句话就可以: 是基于 code point 而不是code unit 迭代的。比较一下两个例子:

例子1: 基于 code unit

var message = "A 𠮷 B";
for (let i=0; i < message.length; i++) {
    console.log(message[i]);
}

// A
// (空)
// � 
// � 
// (空)
// B
复制代码

例子2: 基于 code point

var message = "A 𠮷 B";
for (let c of message) {
  console.log(c);
}

// A
// (空)
// 𠮷 
// (空)
// B
复制代码

基于code point可以理解为基于字符, 关于它是什么,可以查看字符串那章。

NodeList 的 iterator

以前要迭代 NodeList (元素集合),需要用 for 循环:

// 可以这样
for (var i=0, len=NodeList; i<len; i++) {
	var el = NodeList[i]
	// ....
}

复制代码

ES6 可以直接这样:

for (let el of NodeList) {
	// el 就是集合里的每个元素
}
复制代码

另外,现在 NodeList 也有forEach方法了

spread操作符

展开操作符 ... 和 iterable

展开操作符可以用在所有的 iterable 上,并根据该 iterable 的默认 iterator 决定取哪个值。

比如我们可以将字符串转为数组:

[...'A𠮷B']
// ['A', '𠮷', 'B']
复制代码

结语

这里以 for 循环的问题开始, 讲述 ES6 里怎么解决这个问题,由此引出 generator, 然后带出了 iteratoriterable, 以及操作 iterablefor-of。 最后讲了 ES6 里结合 for-of, 能使内置集合的操作起来更加方便。

当然了,for 循环问题也许并不是最初 generator 产生的原因,generator 也不只是解决了 for 循环这一个问题,它还有更多的高级功能,在实际中的作用更大,后面我会继续发表出来。

那我为什么要写这篇文章,还成了个“标题党”呢?因为我好奇,我不只是想知道一项技术当前到底怎么用,还是知道它为何出现,想知道其来龙去脉。这样,一方面能更了解了技术,另一反面,也更能了解技术发展的趋势,这样,才能可能看得清前方啊,不至于东奔西撞,走那么多弯路。

最后,一切都是抛砖引玉,欢迎大家批评指正!

另外,generator 高级用法篇 怎么往 Generator 里抛个错? 已经写完,欢迎方家指正。

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