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JavaScript 中除了 Array 之外，ES6 還新增加了 Map、Set 結(jié)構(gòu)，當(dāng)我們需要操作這些數(shù)據(jù)時(shí)，就需要一種統(tǒng)一的接口來處理這些不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。ES6 中新增加的 Iterator(迭代器)就提供了這樣一種機(jī)制。

Symbol.iterator 支持的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

ES6 中提供了 Symbol.iterator 方法，該方法返回一個(gè)迭代器對(duì)象，目前 Array、Set、Map 這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)默認(rèn)具有 Symbol.iterator 屬性，如下所示，可以看到 Object 類型是沒有的。

console.log([][Symbol.iterator]()); // Object [Array Iterator] {} 
console.log((new Map())[Symbol.iterator]()); // [Map Entries] {  } 
console.log((new Set())[Symbol.iterator]()); // [Set Iterator] {  } 
console.log({}[Symbol.iterator]); // undefined 

除了上面提到這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，JavaScript 中一些類似數(shù)組的對(duì)象也默認(rèn)具有 Symbol.iterator 屬性，例如：字符串、arguments 對(duì)象、DOM 的 NodeList 對(duì)象。

• 字符串

const str = 'nodejs'; 
console.log(str[Symbol.iterator]()); // Object [String Iterator] {} 
 
for (const val of str) { 
  console.log(val); // n o d e j s 
} 

• arguments 對(duì)象

function print() { 
  console.log(arguments[Symbol.iterator]()); // Object [Array Iterator] {} 
  for (const val of arguments) { 
    console.log(val); // n o d e 
  } 
} 
print('n', 'o', 'd', 'e') 

• DOM NodeList 對(duì)象

const divNodeList = document.getElementsByTagName('div') 
console.log(divNodeList[Symbol.iterator]()) // Array Iterator {} 
for (const div of divNodeList) { 
 // 會(huì)輸出每個(gè) div 標(biāo)簽 
 console.log(div); 
} 

迭代器對(duì)象的 next 方法

調(diào)用可迭代對(duì)象的 Symbol.iterator 方法會(huì)返回一個(gè)迭代器對(duì)象，它的接口中有一個(gè) next 方法，該方法返回 value 和 done 兩個(gè)屬性，其中 value 屬性是當(dāng)前成員的值，done 屬性表示遍歷是否結(jié)束。了解生成器函數(shù)(Generator)的可能不會(huì)陌生，同樣的當(dāng)你執(zhí)行一個(gè)生成器函數(shù)也會(huì)得到一個(gè)迭代器對(duì)象，但是要區(qū)分 生成器和迭代器不是一個(gè)概念。

const arr = ['N', 'o', 'd', 'e']; 
const iterator = arr[Symbol.iterator](); 
 
console.log(iterator.next()); // { value: 'N', done: false } 
console.log(iterator.next()); // { value: 'o', done: false } 
console.log(iterator.next()); // { value: 'd', done: false } 
console.log(iterator.next()); // { value: 'e', done: false } 
console.log(iterator.next()); // { value: undefined, done: true } 

上例中聲明一個(gè)數(shù)組 arr，調(diào)用 arr 的 Symbol.iterator 方法創(chuàng)建了一個(gè)迭代器對(duì)象 iterator 之后不斷調(diào)用 next 方法返回當(dāng)前數(shù)組內(nèi)容，直到 next 方法返回值 done 為 true 則該數(shù)組訪問完畢。

Iterator 接口遍歷

解構(gòu)賦值

數(shù)組、Set、Map 解構(gòu)賦值時(shí)，會(huì)默認(rèn)調(diào)用 Symbol.iterator 方法。注意 Map 調(diào)用 Symbol.iterator 方法返回的是一個(gè) entries 方法，該方法返回的是一個(gè)新的迭代器對(duì)象且按插入順序包含了 Map 對(duì)象中每個(gè)元素的 [key, value] 數(shù)組，所以調(diào)用 Map 實(shí)例的 keys 或 values 方法也會(huì)返回一個(gè)新的迭代器對(duì)象。

const set = new Set().add('n').add('o'); 
const map = new Map().set('d').set('e'); 
const [xSet, ySet] = set; 
console.log(xSet, ySet) // n o 
const [xMap, yMap] = map.keys(); 
console.log(xMap, yMap) // d e 

擴(kuò)展運(yùn)算符

ES6 中的擴(kuò)展運(yùn)算符(...)也會(huì)默認(rèn)調(diào)用數(shù)組、Set、Map 等結(jié)構(gòu)的 Symbol.iterator 方法。

const set = new Set('node'); 
const [x, y, ...z] = set; 
console.log(x, y, z); // n o [ 'd', 'e' ] 

for...of 循環(huán)

ES6 借鑒了 C++、Python 等語言引入了 for...of 循環(huán)，該循環(huán)內(nèi)部也會(huì)調(diào)用 Symbol.iterator 方法，只要具有 Iterator 接口的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都可以使用。

const set = new Set().add('n').add('o'); 
 
for (const val of set) { 
  console.log(val); 
} 

for...of 循環(huán)在執(zhí)行中還可以使用 break; 中斷迭代器的執(zhí)行。以下示例，修改循環(huán)語句在執(zhí)行第一次 val 等于 n 之后執(zhí)行 break。

for (const val of set) { 
  console.log(val); // n 
  if (val === 'n') break; 
} 

其它方法

數(shù)組默認(rèn)是支持 Iterator 接口，所以任何接收數(shù)組做為參數(shù)的方法也都會(huì)默認(rèn)調(diào)用 Symbol.iterator 方法，如下所示：

const set = new Set().add('n').add('o'); 
console.log(Array.from(set)); // [ 'n', 'o' ] 
Promise.all(set).then(val => console.log(val)) // [ 'n', 'o' ] 
Promise.race(set).then(val => console.log(val)) // n 

自定義迭代器

迭代協(xié)議

• 參照可迭代協(xié)議，要成為可迭代對(duì)象首先要有一個(gè) **@@iterator **即(Symbol.iterator)屬性，該屬性為一個(gè)無參數(shù)的函數(shù)，返回一個(gè)符合迭代器協(xié)議的對(duì)象。
• 根據(jù)迭代器協(xié)議定義這個(gè)迭代器對(duì)象要返回一個(gè) next() 方法，這個(gè) next() 方法返回一個(gè)包含 value、done 屬性的對(duì)象。

const  myIterator = { 
  // for...of 循環(huán)會(huì)用到 
  [Symbol.iterator]: function() { return this }, 
   
  // 標(biāo)準(zhǔn)的迭代器接口方法 
  next: function() { 
   // ... 
  } 
} 

如果用 TypeScript 寫法描述如下：

// 遍歷器接口 Iterable 
interface Iterable { 
 [Symbol.iterator]: Iterator 
} 
 
// 迭代器對(duì)象 
interface Iterator { 
 next(value?: any): IterationResult, 
} 
 
// next 方法返回值定義 
interface IterationResult { 
 value: any, 
  done: boolean 
} 

基于普通函數(shù)的迭代器實(shí)現(xiàn)

迭代器的函數(shù)實(shí)現(xiàn)可以是一個(gè)普通函數(shù)也可以是一個(gè)生成器函數(shù)，我們先以普通函數(shù)為例，定義一個(gè) Range 構(gòu)造函數(shù)，用來輸出兩個(gè)數(shù)值區(qū)域的所有值。

function Range(start, end) { 
  this.id = start; 
  this.end = end; 
} 
Range.prototype[Symbol.iterator] = function() { return this } 
Range.prototype.next = function next() { 
  if (this.id > this.end) { 
    return { value: undefined, done: true } 
  } 
 
  return { value: this.id++, done: false } 
} 
const r1 = new Range(0, 3); 
const it = r1[Symbol.iterator]() 
for (const id of r1) { 
  console.log(id); // 0,1,2,3 
} 

基于生成器函數(shù)的迭代器實(shí)現(xiàn)

使用生成器函數(shù)(Generator)實(shí)現(xiàn)是最簡(jiǎn)單的，只要使用 yield 語句返回每一次的值即可。如下所示：

Range.prototype[Symbol.iterator] = function* () { 
  while (this.id <= this.end) { 
    yield this.id++; 
  } 
} 

異步迭代器

到目前為止我們上面講解的都是同步模式的迭代器，這個(gè)很好理解，因?yàn)槲覀兊臄?shù)據(jù)源本身也就是同步的，但是在 Node.js 中一次網(wǎng)絡(luò) I/O 請(qǐng)求或者一次文件 I/O 請(qǐng)求，它們都是基于事件是異步的，所以我們就不能像使用 Symbol.iterator 的方式來使用。ECMAScript 2018 標(biāo)準(zhǔn)中提供了 **Symbol.asyncIterator **屬性，這是一個(gè)異步迭代器，如果一個(gè)對(duì)象設(shè)置了該屬性，它就是異步可迭代對(duì)象，相應(yīng)的我們要使用 for await...of 循環(huán)遍歷數(shù)據(jù)。

自定義異步迭代器

function Range(start, end) { 
  this.id = start; 
  this.end = end; 
} 
// 與上面不同，function 前我們?cè)黾恿?nbsp;async 關(guān)鍵字 
Range.prototype[Symbol.asyncIterator] = async function* () { 
  while (this.id <= this.end) { 
    yield this.id++; 
  } 
} 
const r1 = new Range(0, 3); 
console.log(r1[Symbol.asyncIterator]()); // Object [AsyncGenerator] {} 
for await (const id of r1) { 
  console.log(id); // 0,1,2,3 
} 

與同步迭代器的不同

• 同步迭代器返回的是一個(gè)常規(guī)的 { value, done } 對(duì)象，而異步迭代器返回的是一個(gè)包含 { value, done } 的 Promise 對(duì)象。
• 同步可迭代協(xié)議具有 Symbol.iterator 屬性，異步可迭代協(xié)議具有 Symbol.asyncIterator 屬性。
• 同步迭代器使用 for...of 循環(huán)遍歷，異步迭代器使用 for await...of 循環(huán)遍歷。

異步迭代器的支持目前沒有默認(rèn)設(shè)定了 [Symbol.asyncIterator] 屬性的 JavaScript 內(nèi)建的對(duì)象。不過，WHATWG(網(wǎng)頁超文本應(yīng)用技術(shù)工作小組)Streams 會(huì)被設(shè)定為第一批異步可迭代對(duì)象，[Symbol.asyncIterator] 最近已在設(shè)計(jì)規(guī)范中落地。

下一節(jié)我們將會(huì)講解異步迭代器在 Node.js 中的使用，歡迎關(guān)注。

Reference

[1]你不知道的JavaScript(中卷): https://book.douban.com/subject/26854244/[2]可迭代協(xié)議: https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Iteration_protocols[3]Symbol.asyncIterator: https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Symbol/asyncIterator

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