從迭代器模式到迭代協議

夜曉宸發表於2019-03-21
模式協議

迭代器模式

迭代器模式是指提供一種方法順序訪問一個聚合物件中的各個元素，而不需要暴露該物件的內部表示。

迭代器分為內部迭代器和外部迭代器。內部迭代器只需一次初始呼叫，而外部迭代器必須顯式地請求迭代下一個元素，這樣我們就可以手動控制迭代過程。

實現一個內部迭代器：

Array.prototype.innerIterator = function(callback){
    for (let i = 0, len = this.length; i < len; i++) {
        callback && callback.call(this[i], this[i], i)
    }
};
[1,2,3].innerIterator(function(item, index){
    console.log('item:', item, 'index:', index)
})
// item: 1 index: 0
// item: 2 index: 1
// item: 3 index: 2
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實現一個外部迭代器：

Array.prototype.outerInterator = function(){
    let index = 0;
        return {
            next: () => {
                return index < this.length ?
                {value: this[index++], done: false}:
                {value: undefined, done: true}
            }
    }
}
let iterator = [1,2,3].outerInterator();

for(let next; (next = iterator.next()) && !next.done;) {
    console.log('item', next.value)
}
// item 1
// item 2
// item 3
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迭代協議

瞭解了迭代器模式，再來看看 ES6 中補充的迭代協議。可迭代（iterable）協議和迭代器（iterator）協議。

可迭代協議：

一個可迭代物件（或其原型上），必須有一個 Symbol.iterator 的屬性，該屬性所對應的值為返回一個物件的無參函式，被返回物件符合迭代器協議。當可迭代物件需要迭代時，呼叫該方法。

一些資料型別內建了 @@iterator 方法，有自己預設的迭代行為。（String, Array, TypedArray, Map , Set 等都是內建可迭代物件， 因為它們的原型物件都有一個 @@iterator 方法.）（[Symbol.iterator]、@@iterator 可以認為是一回事）

let iterator = ('hi')[Symbol.iterator]()
var a = iterator.next();
// a { value: 'h', done: false }
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迭代器協議：

一個迭代器必須實現了 next() 方法，該方法是返回一個物件的無參函式。被返回的物件有兩個必要的屬性：done 和 value。

Array.prototype.Iteration = function(){
    let index = 0;
        return {
            [Symbol.iterator](){return this},
            next: () => {
                return index < this.length ?
                {value: this[index++], done: false}:
                {value: undefined, done: true}
            }
    }
};
let Iteration = [2, 3, 4].Iteration();
for(let value of Iteration) {
    console.log('value', value)
}
// value 2
// value 3
// value 4
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不能發現，Iteration 同時滿足可迭代協議和迭代協議。又因為是可迭代的，for...of 是可以直接使用，而且這個和外部迭代器十分相似。

一旦一種資料結構有了 @@iterator 方法後， 就認為是可迭代的。ES6 中許多新的方法就是基於此的 解構賦值、擴充套件運算子、yield*，還有 for..of、Array.from()等。

知道了以上知識，也就知道了為什麼物件不可以直接使用 for...of 了。不過我們可以在物件原型上新增 @@iterator 方法，使之成為可迭代的。

Object.prototype.Iteration = function(){
    let keys = Object.keys(this), index = 0;
        return{
            [Symbol.iterator](){return this},
            next: () => {
                let current = index++;
                return current < keys.length?
                {value: [keys[current], this[keys[current]]], done: false}:
                {value: undefined, done: true};
            }
        }
}
let iterator = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}.Iteration();
    for(let [key, value] of iterator) {
        console.log('key:', key, 'value:', value)
}
// key: a value: 1
// key: b value: 2
// key: c value: 3
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生成器

像以上的的物件都是我們自己手動實現的，符合可迭代協議和迭代協議的物件。看起來很麻煩，還好這些工作已經有函式替我們做了，那就是生成器函式。

生成器函式是可以作為迭代器工廠的函式，當它被執行時會返回一個新的 Generator 物件，該物件符合可迭代協議和迭代器協議。

現在我們用生成器函式使得物件符合迭代協議：

Object.prototype.Iteration = function *(){
    for(let [key, value] of Object.entries(this)){
        yield [key, value]
    }
}
for(let [key, value] of {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}.Iteration()) {
    console.log('key:', key, 'value:', value)
}
// key: a value: 1
// key: b value: 2
// key: c value: 3
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在這裡生成器函式只是作為生產迭代器的工廠而已，其實它還是訊息雙向傳遞系統。也正是這些特性的存在，使得非同步流程控制又向前邁了一大步。

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