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Generator的正确打开方式

前两年大量的在写Generator+co,用它来写一些类似同步的代码
但实际上,Generator并不是被造出来干这个使的,不然也就不会有后来的asyncawait
Generator是一个可以被暂停的函数,并且何时恢复,由调用方决定
希望本文可以帮助你理解Generator究竟是什么,以及怎么用

放一张图来表示我对Generator的理解:

一个咖啡机,虽说我并不喝咖啡,可惜找不到造王老吉的机器-.-

我所理解的Generator咖啡机大概就是这么的一个样子的:

  1. 首先,我们往机器里边放一些咖啡豆
  2. 等我们想喝咖啡的时候,就可以按开关(gen.next()),机器开始磨咖啡豆、煮咖啡、接下来就得到咖啡了
  3. 等接满了一杯咖啡后,阀门就会自动关闭(yield)
  4. 如果你一开始往机器里边放的咖啡豆很多的话,此时,机器里边还是会有一些剩余的,下次再想喝还可以继续按开关,执行(磨豆、煮咖啡、接咖啡)这一套操作

Generator将上述咖啡机实现一下:

function * coffeeMachineGenerator (beans) {
  do {
    yield cookCoffee()
  } while (--beans)

  // 煮咖啡
  function cookCoffee () {
    console.log('cooking')

    return 'Here you are'
  }
}

// 往咖啡机放咖啡豆
let coffeeMachine = coffeeMachineGenerator(10)

// 我想喝咖啡了
coffeeMachine.next()

// 我在3秒后还会喝咖啡
setTimeout(() => {
  coffeeMachine.next()
}, 3 * 1e3)
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代码运行后,我们首先会得到一条cookinglog
然后在3s后会再次得到一条log

这就解释了Generator是什么:
一个可以暂停的迭代器
调用next来获取数据(我们自己来决定是否何时煮咖啡
在遇到yield以后函数的执行就会停止(接满了一杯,阀门关闭
我们来决定何时运行剩余的代码next什么时候想喝了再去煮

这是Generator中最重要的特性,我们只有在真正需要的时候才获取下一个值,而不是一次性获取所有的值

Generator的语法

声明Generator函数有很多种途径,最重要的一点就是,在function关键字后添加一个*

function * generator () {}
function* generator () {}
function *generator () {}

let generator = function * () {}
let generator = function*  () {}
let generator = function  *() {}

// 错误的示例
let generator = *() => {}
let generator = ()* => {}
let generator = (*) => {}
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或者,因为是一个函数,也可以作为一个对象的属性来存在:

class MyClass {
  * generator() {}
  *generator2() {}
}

const obj = {
  *generator() {}
  * generator() {}
}
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generator的初始化与复用

一个Generator函数通过调用两次方法,将会生成两个完全独立的状态机
所以,保存当前的Generator对象很重要:

function * generator (name = 'unknown') {
  yield `Your name: ${name}`
}

const gen1 = generator()
const gen2 = generator('Niko Bellic')

gen1.next() // { value: Your name: unknown    , done: false}
gen2.next() // { value: Your name: Niko Bellic, done: false}
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Method: next()

最常用的next()方法,无论何时调用它,都会得到下一次输出的返回对象(在代码执行完后的调用将会始终返回{value: undefined, done: true})。

next总会返回一个对象,包含两个属性值:
valueyield关键字后边表达式的值
done :如果已经没有yield关键字了,则会返回true .

function * generator () {
  yield 5
  return 6
}

const gen = generator()

console.log(gen.next()) // {value: 5, done: false}
console.log(gen.next()) // {value: 6, done: true}
console.log(gen.next()) // {value: undefined, done: true}
console.log(gen.next()) // {value: undefined, done: true} -- 后续再调用也都会是这个结果
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作为迭代器使用

Generator函数是一个可迭代的,所以,我们可以直接通过for of来使用它。

function * generator () {
  yield 1
  yield 2
  return 3
}

for (let item of generator()) {
  item
}

// 1
// 2
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return不参与迭代
迭代会执行所有的yield,也就是说,在迭代后的Generator对象将不会再返回任何有效的值

Method: return()

我们可以在迭代器对象上直接调用return(),来终止后续的代码执行。
return后的所有next()调用都将返回{value: undefined, done: true}

function * generator () {
  yield 1
  yield 2
  yield 3
}

const gen = generator()

gen.return()     // {value: undefined, done: true}
gen.return('hi') // {value: "hi", done: true}
gen.next()       // {value: undefined, done: true}
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Method: throw()

在调用throw()后同样会终止所有的yield执行,同时会抛出一个异常,需要通过try-catch来接收:

function * generator () {
  yield 1
  yield 2
  yield 3
}

const gen = generator()

gen.throw('error text') // Error: error text
gen.next()              // {value: undefined, done: true}
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Yield的语法

yield的语法有点像return,但是,return是在函数调用结束后返回结果的
并且在调用return之后不会执行其他任何的操作

function method (a) {
  let b = 5
  return a + b
  // 下边的两句代码永远不会执行
  b = 6
  return a * b
}

method(6) // 11
method(6) // 11
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而yield的表现则不一样

function * yieldMethod(a) {
  let b = 5
  yield a + b
  // 在执行第二次`next`时,下边两行则会执行
  b = 6
  return a * b
}

const gen = yieldMethod(6)
gen.next().value // 11
gen.next().value // 36
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yield*

yield*用来将一个Generator放到另一个Generator函数中执行。
有点像[...]的功能:

function * gen1 () {
  yield 2
  yield 3
}

function * gen2 () {
  yield 1
  yield * gen1()
  yield 4
}

let gen = gen2()

gen.next().value // 1
gen.next().value // 2
gen.next().value // 3
gen.next().value // 4
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yield的返回值

yield是可以接收返回值的,返回值可以在后续的代码被使用
一个诡异的写法

function * generator (num) {
  return yield yield num
}

let gen = generator(1)

console.log(gen.next())  // {value: 1, done: false}
console.log(gen.next(2)) // {value: 2, done: false}
console.log(gen.next(3)) // {value: 3, done: true }
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我们在调用第一次next时候,代码执行到了yield num,此时返回num
然后我们再调用next(2),代码执行的是yield (yield num),而其中返回的值就是我们在next中传入的参数了,作为yield num的返回值存在。
以及最后的next(3),执行的是这部分代码return (yield (yield num)),第二次yield表达式的返回值。

一些实际的使用场景

上边的所有示例都是建立在已知次数的Generator函数上的,但如果你需要一个未知次数的Generator,仅需要创建一个无限循环就够了。

一个简单的随机数生成

比如我们将实现一个随机数的获取:

function * randomGenerator (...randoms) {
  let len = randoms.length
  while (true) {
    yield randoms[Math.floor(Math.random() * len)]
  }
}

const randomeGen = randomGenerator(1, 2, 3, 4)

randomeGen.next().value // 返回一个随机数
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代替一些递归的操作

那个最著名的斐波那契数,基本上都会选择使用递归来实现
但是再结合着Generator以后,就可以使用一个无限循环来实现了:

function * fibonacci(seed1, seed2) {
  while (true) {
    yield (() => {
      seed2 = seed2 + seed1;
      seed1 = seed2 - seed1;
      return seed2;
    })();
  }
}

const fib = fibonacci(0, 1);
fib.next(); // {value: 1, done: false}
fib.next(); // {value: 2, done: false}
fib.next(); // {value: 3, done: false}
fib.next(); // {value: 5, done: false}
fib.next(); // {value: 8, done: false}
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与async/await的结合

再次重申,我个人不认为async/await是Generator的语法糖。。

如果是写前端的童鞋,基本上都会遇到处理分页加载数据的时候
如果结合着Generator+asyncawait,我们可以这样实现:

async function * loadDataGenerator (url) {
  let page = 1

  while (true) {
    page = (yield await ajax(url, {
      data: page
    })) || ++page
  }
}

// 使用setTimeout模拟异步请求
function ajax (url, { data: page }) {
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(_ => {
      console.log(`get page: ${page}`);
      resolve()
    }, 1000)
  })
}

let loadData = loadDataGenerator('get-data-url')

await loadData.next()
await loadData.next()

// force load page 1
await loadData.next(1)
await loadData.next()

// get page: 1
// get page: 2
// get page: 1
// get page: 2
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这样我们可以在简单的几行代码中实现一个分页控制函数了。
如果想要从加载特定的页码,直接将page传入next即可。

小记

Generator还有更多的使用方式,(实现异步流程控制、按需进行数据读取) 个人认为,Generator的优势在于代码的惰性执行,Generator所实现的事情,我们不使用它也可以做到,只是使用Generator后,能够让代码的可读性变得更好、流程变得更清晰、更专注于逻辑的实现。

如果有什么不懂的地方 or 文章中一些的错误,欢迎指出

参考资料

  1. Javascript (ES6) Generators — Part I: Understanding Generators
  2. What are JavaScript Generators and how to use them

文章示例代码