ECMAScript 6 笔记(20)- Iterator 和 for...of 循环

原创 乘风逐月 随笔 ES6 81阅读 30 天前 举报

一、Iterator(遍历器) 的概念

JavaScript 原有的表示“集合”的数据结构,主要是数组和对象,ES6增加了 Map 和 Set。可以组合使用这四种数据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(即一次处理该数据结构的所有成员)。

1.Iterator 的作用

(1)为各种数据结构,提供一个统一的、简便的访问接口;
(2)使得数据结构的成员能够按某种次序排列;
(3)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

2.Iterator 的遍历过程

(1)创建一个指针对象,指向当前数据结构的起始位置。即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)不断的调用指什对象的 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。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。

二、Iterator 接口

1.默认 Iterator 接口

Iterator 接口的目的,就是为所有数据,提供了一种统一的访问机制,即 for...of 循环。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,就可以称这种数据结构是 “可遍历的(iterable)” 。
ES6规定,默认的 Iterator 接口部署在数据结构的 Symbol.iterator 属性,即如果一个数据结构只要具有 Symbol.iterator 属性,就可以认为是 “可遍历的”。
Symbol.iterator 属性本身是一个函数,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。
属性名 Symbol.iterator,是一个表达式,返回 Symbol 对象的 iterator 属性,这是一个预定好的、类型为 Symbol 的特殊值,要放到方括号内。

上例中,对象 obj 是可遍历的,因为具有 Symbol.iterator 属性。执行这个属性,会返回一个遍历器对象。该对象的根本特征就是具有 next 方法。每次调用 next 方法,都会返回一个代表当前成员信息的对象,具有 value 和 done 属性。

ES6 的有些数据结构原生具备 Iterator 接口,不用任何处理就可以被 for...of 循环遍历。原因在于这些数据结构原生部署了 Symbol.iterator 属性,另外一些数据结构没有,如对象。凡是部署了 Symbol.iterator 属性的数据结构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。

2.原生具备 Iterator 接口的数据结构

原生具备 Iterator 接口的数据结构有:Array、Map、Set、String、TypedArray、函数的arguments对象、NodeList对象。

上例中,调用 arr 的 Symbol.iterator 属性,就可以得到遍历器对象。

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。而对于其他数据结构(主要是对象)的 Iterator 接口,都要自己在 Symbol.iterator 属性上部署,这样才会被 for...of 循环遍历。

对象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,对于任何非线性数据结构,部署遍历器接口,就等于部署一种线性转换。

为对象添加 Iterator 接口的示例:

3.类数组部署 Iterator 接口

对于类数组对象(存在数值键名和 length 属性),部署 Iterator 的简便方法是: Symbol.iterator 方法直接引用数组的 Iterator 接口。

注意:
(1)普通数组部署数组的 Symbol.iterator 方法并无效果。
(2)如果 Symbol.iterator 方法对应的不是遍历器生成函数,即返回一个遍历器对象,解释引擎将会报错。

4、调用 Iterator 接口的场合

(1)结构赋值
对于数组和 Set 结构进行解构赋值时,会默认调用 Symbol.iterator 方法

(2)扩展运算符
扩展运算符(...)也会调用默认的 Iterator 接口。

**(3)yield**
yield
后面跟的是一个可遍历的解构,它会调用该结构的遍历器接口。

(4)其他场合
由于数组的遍历器会调用遍历器接口,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。例如:
--for...of
--Array.from()
--Map(),Set(),WeakMap(),WeakSet()
--Promise.all()
--Promise.race()

5.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。

6.遍历器对象的 return(),throw()

遍历对象除了 next() 方法,还具有 return 方法和 throw 方法。如果是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 方法是可选部署的。
(1)return()
return 方法的使用场合: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。

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,其中除了next方法,还部署了 return 方法。
下面的两种情况都会执行 return 方法:

上例中,情况1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2会在执行 return 方法关闭文件之后,再抛出错误。
注:return 方法必须返回一个对象。
(2)throw()
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。

三、for...of循环

ES6 引入 for...of 循环,作为遍历所有数据结构的统一方法。
一个数据只要部署了 Symbol.iterator 属性,就视为具备 iterator 接口,就可以使用 for...of 循环遍历它的成员。
for...of 循环可以使用的范围包括数组、Set 和 Map 结构、某些类似数组的对象(如arguments对象、DOM NodeList对象)、Generator 对象,以及字符串。

1.数组

数组原生具备 iterator 接口(即默认部署 Symbol.iterator 属性),for...of 循环本质上就是调用这个接口产生的遍历器。

上例中,空对象 obj 部署了数组 arr 的 Symbol.iterator 属性,结果 obj 的 for...of 循环,产生了与 arr 完全一样的结果。
for...of的特点
(1)for...of 循环可以代替数组实例的 forEach 方法
(2)for...of 可以循环遍历直接获取对象的键值。(for...in循环只能获取对象的键名)

(3)for...of循环数组时,数组的遍历器接口只返回具有数字索引的属性。(for...in 会返回所有)

2.Set 和 Map 结构

Set 和 Map 结构也是原生具有 Iterator 接口,可以直接使用 for...of 循环。

上例就是 for...of 遍历 Set 和 Map。
需要注意的是:
(1)遍历的顺序是按照各个成员被添加到数据结构的顺序。
(2)Set 结构遍历时,返回的是一个值,而 Map 结构遍历时,返回的是一个数组,该数组的两个成员分别是当前 Map 成员的键名和键值。

3.计算生成的数据结构

有些数据结构是在现有数据结构的基础上,计算生成的。如 ES6 数组,Set,Map 都
部署了下面三个方法,调用后都返回遍历器对象。
(1)entries(): 返回一个遍历器对象,用来遍历[键名,键值]组成的数组。对于数组,键名就是索引值;对于Set,键名与键值相同。Map 结构的 Iterator 接口,默认调用 entries 方法。
(2)keys(): 返回一个遍历器对象,用来遍历所有的键名。
(3)values(): 返回一个遍历器对象,用来遍历所有的键值。
这三个方法调用后生成的遍历器对象,所遍历的都是计算生成的数据结构。

4.类数组对象

类数组对象包括:字符串、DOM NodeList 对象、arguments 对象。

对于字符串来说,for...of 循环有一个特点,就是会正确识别 32 位 UTF-16 字符。

并不是所有类数组对象都具有 Iterator 接口,一个简便的方法是使用 Array.from 方法将其转为数组。

5.对象

对于普通对象,可以用 for...in 来遍历键名,但不能直接使用 for...of 会报错,必须部署 Iterator 接口才可以。
解决方法是使用 Generator 函数将对象重新包装,或者使用 Object.keys() 方法将键名生成一个数组,然后遍历这个数组。

四、与其他遍历语法的比较

以数组为例,JavaScript 提供多种遍历语法。
(1) for 循环
最原始的写法,但是比较麻烦。
(2)forEach()
数组内置有 forEach 方法,这种写法的问题在于,无法中途跳出 forEach 循环,break 命令或 return 命令都不行。
(3)for...in
for...in 循环可以遍历数组的键名,for...in 的缺点是:
a. 数组的键名是数组,但是 for...in 循环会将键名转为字符串
b. for...in 循环不仅遍历数字键名,还会遍历手动添加的其他键,甚至包括原型链上的键
c. 某些情况下, for...in 循环会以任意顺序遍历键名

(4)for...of
和上面的遍历方法相比,for...of 的优点:
a. 和 for...in 一样语法简介,但是没有 for...in 的缺点
b. 不同于 forEach 方法,可以与 break,continue,return 配合使用
c. 提供了遍历所有数据结构的统一操作接口

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