Iterator遍历器和for...of循环

1.Iterator遍历器的概念

JavaScript表示数据集合的数据结构有Array,Object,Map,Set,总共有四种,用户还可以自定义数据结构,比如说Array中有Map,Map的成员是对象。这时就需要统一的接口,来处理不同的数据结构。

遍历器(Iterator)就是这样的接口,任何数据结构,只要部署了Iterator接口,就可以完成遍历的操作(说白了就是依次处理数据结构中的所有成员)

Iterator的作用有三个:
1.为各种数据提供统一的便捷的数据访问接口
2.使得数据结构的成员能够按照某种次序排列
3.ES6遍历的新命令for...of循环,Iterator主要供for...of消费

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
(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成员。
(3)第二次调用指针对象的next方法,指针就指向第二个成员
(4)不断的调用指针对象的next方法,直到它指向的数据结构的位置结束
每次调用next方法,都会返回数据结构当前的成员,具体来说,就是返回包含value和done两个属性的对象。其中,value属性是当前成员的值,done属性是一个布尔值,表示遍历是否借宿

下面是模拟next方法返回值的例子:

function makeIterator(array) {
  var nextIndex = 0;
  return {
    next: function () {
      return nextIndex<array.length?
        {value : array[nextIndex++],done:false}:
        {value: undefined,done:true}
    }
  };
}

var it = makeIterator (['a','b'])

it.next();// { value: "a", done: false }
it.next(); // { value: "b", done: false }
it.next();  // { value: undefined, done: true }

上面代码定义了一个makeIterator函数,它是一个遍历器生成函数,作用是返回一个遍历器对象。对数组["a","b"]执行这个函数,就会返回该数组的遍历器对象(即指针对象)it

总之,调用指针对象next方法,就可以遍历事先给定的数据结构

2.Iterator的默认接口

Iterator接口的目的,就是为了所有数据结构,提供了一种统一的访问机制,即for...of循环(详见下文)。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,我们就称这个接口是可遍历的

ES6规定默认的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有Symbol.iterator属性,就可以认为是可遍历的

const obj = {
  [Symbol.iterator] : function () {
    return {
      next: function () {
        return {
          value: 1,
          done: true
        };
      }
    };
  }
};

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

3.for...of循环

数组
数组原生具备iterator接口(即默认部署了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,可以用下面的代码证明。

const arr = ['red', 'green', 'blue'];

for(let v of arr) {
  console.log(v); // red green blue
}

const obj = {};
obj[Symbol.iterator] = arr[Symbol.iterator].bind(arr);

for(let v of obj) {
  console.log(v); // red green blue
}

上面代码中,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。

JavaScript 原有的for...in循环,只能获得对象的键名,不能直接获取键值。ES6 提供for...of循环,允许遍历获得键值。

var arr = ['a', 'b', 'c', 'd'];

for (let a in arr) {
  console.log(a); // 0 1 2 3
}

for (let a of arr) {
  console.log(a); // a b c d
}

for...of循环调用遍历器接口,数组的遍历器接口只返回具有数字索引的属性。这一点跟for...in循环也不一样。

let arr = [3, 5, 7];
arr.foo = 'hello';

for (let i in arr) {
  console.log(i); // "0", "1", "2", "foo"
}

for (let i of arr) {
  console.log(i); //  "3", "5", "7"
}

Set和Map数据结构:
Set和Map结构也原生具有Iterator,可以直接使用for...of循环

var engines = new Set(["Gecko", "Trident", "Webkit", "Webkit"]);
for (var e of engines) {
  console.log(e);
}
// Gecko
// Trident
// Webkit

var es6 = new Map();
es6.set("edition", 6);
es6.set("committee", "TC39");
es6.set("standard", "ECMA-262");
for (var [name, value] of es6) {
  console.log(name + ": " + value);
}
// edition: 6
// committee: TC39
// standard: ECMA-262

上面代码演示了如何遍历 Set 结构和 Map 结构。值得注意的地方有两个,首先,遍历的顺序是按照各个成员被添加进数据结构的顺序。其次,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为当前 Map 成员的键名和键值。

let map = new Map().set('a', 1).set('b', 2);
for (let pair of map) {
  console.log(pair);
}
// ['a', 1]
// ['b', 2]

for (let [key, value] of map) {
  console.log(key + ' : ' + value);
}
// a : 1
// b : 2

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。比如,ES6 的数组、Set、Map 都部署了以下三个方法,调用后都返回遍历器对象。

  • 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,默认就是调用entries方法。
  • keys() 返回一个遍历器对象,用来遍历所有的键名。
  • 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。

let arr = ['a', 'b', 'c'];
for (let pair of arr.entries()) {
  console.log(pair);
}
// [0, 'a']
// [1, 'b']
// [2, 'c']
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