JavaScript 中的可迭代对象与迭代器是啥

lewis 1年前 (2024-04-12) 阅读数 9 #技术

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本文 GitHub https://github.com/qq449245884/xiaozhi 已收录，有一线大厂面试完整考点、资料以及我的系列文章。Lazy evaluation

Lazy evaluation常被译为“延迟计算”或“惰性计算”，指的是仅仅在真正需要执行的时候才计算表达式的值。

与惰性求值相反的是及早求值(eager evaluation)及早求值，也被称为贪婪求值（greedy evaluation）或严格求值，是多数传统编程语言的求值策略。

充分利用惰性求值的特性带来的好处主要体现在以下两个方面：

避免不必要的计算，带来性能上的提升。节省空间，使得无限循环的数据结构成为可能。迭代器

ES6 中的迭代器使惰性求值和创建用户定义的数据序列成为可能。迭代是一种遍历数据的机制。迭代器是用于遍历数据结构元素（称为Iterable）的指针，用于产生值序列的指针。

迭代器是一个可以被迭代的对象。它抽象了数据容器，使其行为类似于可迭代对象。

迭代器在实例化时不计算每个项目的值，仅在请求时才生成下一个值。这非常有用，特别是对于大型数据集或无限个元素的序列。

可迭代对象

可迭代对象是希望其元素可被公众访问的数据结构。JS 中的很多对象都是可迭代的，它们可能不是很好的察觉，但是如果仔细检查，就会发现迭代的特征：

new Map([iterable])new WeakMap([iterable])new Set([iterable])new WeakSet([iterable])Promise.all([iterable])Promise.race([iterable])Array.from([iterable])

还有需要一个可迭代的对象，否则，它将抛出一个类型错误，例如：

for ... of... (展开操作符)
const [a, b, ..] = iterable (解构赋值)yield* (生成器)

JavaScript中已有许多内置的可迭代项：

String,Array,TypedArray,Map,Set。

迭代协议

迭代器和可迭对象遵循迭代协议。

协议是一组接口，并规定了如何使用它们。

迭代器遵循迭代器协议，可迭代遵循可迭代协议。

可迭代的协议

要使对象变得可迭代，它必须实现一个通过Symbol.iterator的迭代器方法，这个方法是迭代器的工厂。

使用 TypeScript，可迭代协议如下所示：

interface Iterable {
  [Symbol.iterator]() : Iterator;
}

Symbol.iterator]()是无参数函数。在可迭代对象上调用它，这意味着我们可以通过this来访问可迭代对象，它可以是常规函数或生成器函数。

迭代器协议

迭代器协议定义了产生值序列的标准方法。

为了使对象成为迭代器，它必须实现next()方法。迭代器可以实现return()方法，我们将在本文后面讨论这个问题。

使用 TypeScript，迭代器协议如下所示：

interface Iterator {
    next() : IteratorResult;
    return?(value?: any): IteratorResult;
}

IteratorResult 的定义如下：

interface IteratorResult {
    value?: any;
    done: boolean;
}

done通知消费者迭代器是否已经被使用，false表示仍有值需要生成，true表示迭代器已经结束。value 可以是任何 JS 值，它是向消费者展示的值。

当done为true时，可以省略value。

组合

迭代器和可以可迭代对象可以用下面这张图来表示：

事例

基础知识介绍完了，接着，我们来配合一些事例来加深我们的映像。

范围迭代器

我们先从一个非常基本的迭代器开始，createRangeIterator迭代器。

我们手动调用it.next()以获得下一个IteratorResult。最后一次调用返回{done：true}，这意味着迭代器现在已被使用，不再产生任何值。

function createRangeIterator(from, to) {
  let i = from;

  return {
    next() {
      if (i <= to) {
        return { value: i++, done: false };
      } else {
        return { done: true };
      }
    }
  }
}

const it = createRangeIterator(1, 3);

console.log(it.next());
console.log(it.next());
console.log(it.next());
console.log(it.next());

可迭代范围迭代器

在本文的前面，我已经提到 JS 中的某些语句需要一个可迭代的对象。因此，我们前面的示例在与for ... of循环一起使用时将不起作用。

但是创建符合迭代器和可迭代协议的对象非常容易。

function createRangeIterator (from, to) {
  let i = from

  return {
    [Symbol.iterator] () {
      return this
    },
    next() {
      if (i <= to) {
        return { value: i++, done: false }
      } else {
        return { done: true }
      }
    }
  }
}

const it = createRangeIterator(1, 3)

for (const i of it) {
  console.log(i)
}

无限序列迭代器

迭代器可以表示无限制大小的序列，因为它们仅在需要时才计算值。

注意不要在无限迭代器上使用扩展运算符(...)，JS 将尝试消费迭代器，由于迭代器是无限的，因此它将永远不会结束。所以你的应用程序将崩溃，因为内存已被耗尽