控制抽象对象 - Iteration 迭代 - 《JavaScript》

可迭代协议
迭代协议
迭代器
- 迭代器概念
- 默认迭代器接口
调用 Iterator 接口的场合
字符串的 Iterator 接口
iIterator接口与 Generator 函数
遍历器对象的 return()，throw()

可迭代协议

规定了某个对象是否可以迭代
一个对象本身或者原型链上有 Symbol.iterator 方法
当一个对象需要被迭代的时候（比如被置入一个 for...of 循环时），首先，会不带参数调用它的 @@iterator 方法，然后使用此方法返回的迭代器获得要迭代的值。

迭代协议

规定了某对象是否是迭代器
只有实现了一个拥有以下语义（semantic）的 **next()** 方法，一个对象才能成为迭代器：

迭代器

迭代器概念

所谓迭代器，其实就是一个具有 next() 方法的对象，每次调用 next() 都会按顺序返回数据结构的成员，该结果对象有两个属性，value 表示当前成员的值，done 表示遍历是否结束。
下面是一个模拟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};
    }
  };
}

调用指针对象的next方法，就可以遍历事先给定的数据结构。

没有对应数据解构的遍历起对象

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};
    }
  };
}

默认迭代器接口

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，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。一种数据结构只要部署了 Iterator 接口，我们就称这种数据结构是“可遍历的”（iterable）。

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）。Symbol.iterator属性本身是一个函数，就是当前数据结构默认的遍历器生成函数。执行这个函数，就会返回一个遍历器。对于原生部署 Iterator 接口的数据结构，不用自己写遍历器生成函数，for...of循环会自动遍历它们。

原生具备 Iterator 接口的数据结构如下。

Array
Map
Set
String
TypedArray
函数的 arguments 对象
NodeList 对象

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。
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。
我们直接 for of 遍历一个对象，会报错，然而如果我们给该对象添加 Symbol.iterator 属性(原型链上的对象具有该方法也可)：

var obj = {
    a: 1,
  b: 2,
  c: 3,
  [Symbol.iterator] : function () {
    let i = 0;
    return {
      next:  () => {
        // debugger
        return i < Object.values(this).length ?
        {
          value: Object.values(this)[i++]
        } : {
          done: true
        };
      }
    };
  }
};
var it = obj[Symbol.iterator]()
it.next()
it.next()
for (let value of obj) {
  console.log(value)
}
// 1，2，3

class RangeIterator {
  constructor(start, stop) {
    this.value = start;
    this.stop = stop;
  }
  [Symbol.iterator]() { return this; }
  next() {
    var value = this.value;
    if (value < this.stop) {
      this.value++;
      return {done: false, value: value};
    }
    return {done: true, value: undefined};
  }
}
function range(start, stop) {
  return new RangeIterator(start, stop);
}
for (var value of range(0, 3)) {
  console.log(value); // 0, 1, 2
}

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。

let iterable = {
  0: 'a',
  1: 'b',
  2: 'c',
  length: 3,
  [Symbol.iterator]: Array.prototype[Symbol.iterator]
};
for (let item of iterable) {
  console.log(item); // 'a', 'b', 'c'
}

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。
注意，普通对象部署数组的Symbol.iterator方法，并无效果。

let iterable = {
  a: 'a',
  b: 'b',
  c: 'c',
  length: 3,
  [Symbol.iterator]: Array.prototype[Symbol.iterator]
};
for (let item of iterable) {
  console.log(item); // undefined, undefined, undefined
}

使用 while 循环遍历

var $iterator = ITERABLE[Symbol.iterator]();
var $result = $iterator.next();
while (!$result.done) {
  var x = $result.value;
  // ...
  $result = $iterator.next();
}

调用 Iterator 接口的场合

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。

let set = new Set().add('a').add('b').add('c');
let [x,y] = set;
// x='a'; y='b'
let [first, ...rest] = set;
// first='a'; rest=['b','c'];

扩展运算符

扩展运算符（…）也会调用默认的 Iterator 接口。

// 例一
var str = 'hello';
[...str] //  ['h','e','l','l','o']
// 例二
let arr = ['b', 'c'];
['a', ...arr, 'd']
// ['a', 'b', 'c', 'd']

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。

let generator = function* () {
  yield 1;
  yield* [2,3,4];
  yield 5;
};
var iterator = 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 }

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。

for…of
Array.from()
Map(), Set(), WeakMap(), WeakSet()（比如new Map([['a',1],['b',2]])）
Promise.all()

Promise.race()

字符串的 Iterator 接口

是一个类似数组的对象，也原生具有 Iterator 接口。

var someString = "hi";
typeof someString[Symbol.iterator]
// "function"
var iterator = 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。

var str = new String("hi");
[...str] // ["h", "i"]
str[Symbol.iterator] = function() {
return {
  next: function() {
    if (this._first) {
      this._first = false;
      return { value: "bye", done: false };
    } else {
      return { done: true };
    }
  },
  _first: true
};
};
[...str] // ["bye"]
str // "hi"

上面代码中，字符串 str 的Symbol.iterator方法被修改了，所以扩展运算符（...）返回的值变成了bye，而字符串本身还是hi。

iIterator接口与 Generator 函数

Symbol.iterator方法的最简单实现，还是使用下一章要介绍的 Generator 函数。

var myIterable1 = {
  [Symbol.iterator]: function () {
    var nextIndex = 0;
    var array = [1,2,3]
    return {
        next: function () {
        return nextIndex < array.length ?
          {
                value: [1,2,3][nextIndex++],
              done: false
            } : {
              value: undefined,
              done: true
            }
      }
    }
  }
}
// 
var it = myIterable1[Symbol.iterator]();
it.next()
it.next()
it.next()
[...myIterable1]
let myIterable = {
  [Symbol.iterator]: function* () {
    yield 1;
    yield 2;
    yield 3;
  }
}
[...myIterable] // [1, 2, 3]
// 或者采用下面的简洁写法
let obj = {
  * [Symbol.iterator]() {
    yield 'hello';
    yield 'world';
  }
};
for (let x of obj) {
  console.log(x);
}
// "hello"
// "world"
function *gen () {
     yield 1;
  yield 2;
  return 3
}
[...gen()]
// 1 2

上面代码中，Symbol.iterator方法几乎不用部署任何代码，只要用 yield 命令给出每一步的返回值即可。

遍历器对象的 return()，throw()

遍历器对象除了具有next方法，还可以具有return方法和throw方法。如果你自己写遍历器对象生成函数，那么next方法是必须部署的，return方法和throw方法是否部署是可选的。
return方法的使用场合是，如果for...of循环提前退出（通常是因为出错，或者有break语句），就会调用return方法。如果一个对象在完成遍历前，需要清理或释放资源，就可以部署return方法。

function readLinesSync(file) {
  return {
    [Symbol.iterator]() {
      return {
        next() {
          return { done: false };
        },
        return() {
          file.close();
          return { done: true };
        }
      };
    },
  };
}

上面代码中，函数readLinesSync接受一个文件对象作为参数，返回一个遍历器对象，其r中除了next方法，还部署了return方法。下面的两种情况，都会触发执行return方法。

// 情况一
for (let line of readLinesSync(fileName)) {
  console.log(line);
  break;
}
// 情况二
for (let line of readLinesSync(fileName)) {
  console.log(line);
  throw new Error();
}

上面代码中，情况一输出文件的第一行以后，就会执行return方法，关闭这个文件；情况二会在执行return方法关闭文件之后，再抛出错误。
注意，return方法必须返回一个对象，这是 Generator 规格决定的。
throw方法主要是配合 Generator 函数使用，一般的遍历器对象用不到这个方法。