ES6 Iterator 與 for...of 循環(huán)

2020-06-11 14:16 更新

1. Iterator（遍歷器）的概念

JavaScript 原有的表示“集合”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，主要是數(shù)組（ Array ）和對象（ Object ），ES6 又添加了 Map 和Set 。這樣就有了四種數(shù)據(jù)集合，用戶還可以組合使用它們，定義自己的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如數(shù)組的成員是 Map ， Map 的成員是對象。這樣就需要一種統(tǒng)一的接口機(jī)制，來處理所有不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

遍歷器（Iterator）就是這樣一種機(jī)制。它是一種接口，為各種不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供統(tǒng)一的訪問機(jī)制。任何數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只要部署 Iterator 接口，就可以完成遍歷操作（即依次處理該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的所有成員）。

Iterator 的作用有三個：一是為各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提供一個統(tǒng)一的、簡便的訪問接口；二是使得數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的成員能夠按某種次序排列；三是 ES6 創(chuàng)造了一種新的遍歷命令 for...of 循環(huán)，Iterator 接口主要供 for...of 消費。

Iterator 的遍歷過程是這樣的。

（1）創(chuàng)建一個指針對象，指向當(dāng)前數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的起始位置。也就是說，遍歷器對象本質(zhì)上，就是一個指針對象。

（2）第一次調(diào)用指針對象的 next 方法，可以將指針指向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的第一個成員。

（3）第二次調(diào)用指針對象的 next 方法，指針就指向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的第二個成員。

（4）不斷調(diào)用指針對象的 next 方法，直到它指向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的結(jié)束位置。

每一次調(diào)用 next 方法，都會返回數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的當(dāng)前成員的信息。具體來說，就是返回一個包含 value 和 done 兩個屬性的對象。其中， value 屬性是當(dāng)前成員的值， done 屬性是一個布爾值，表示遍歷是否結(jié)束。

下面是一個模擬 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};
    }
  };
}

上面代碼定義了一個 makeIterator 函數(shù)，它是一個遍歷器生成函數(shù)，作用就是返回一個遍歷器對象。對數(shù)組 ['a', 'b'] 執(zhí)行這個函數(shù)，就會返回該數(shù)組的遍歷器對象（即指針對象） it 。

指針對象的 next 方法，用來移動指針。開始時，指針指向數(shù)組的開始位置。然后，每次調(diào)用 next 方法，指針就會指向數(shù)組的下一個成員。第一次調(diào)用，指向 a ；第二次調(diào)用，指向 b 。

next 方法返回一個對象，表示當(dāng)前數(shù)據(jù)成員的信息。這個對象具有 value 和 done 兩個屬性， value 屬性返回當(dāng)前位置的成員， done 屬性是一個布爾值，表示遍歷是否結(jié)束，即是否還有必要再一次調(diào)用 next 方法。

總之，調(diào)用指針對象的 next 方法，就可以遍歷事先給定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

對于遍歷器對象來說， done: false 和 value: undefined 屬性都是可以省略的，因此上面的 makeIterator 函數(shù)可以簡寫成下面的形式。

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

由于 Iterator 只是把接口規(guī)格加到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之上，所以，遍歷器與它所遍歷的那個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實際上是分開的，完全可以寫出沒有對應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的遍歷器對象，或者說用遍歷器對象模擬出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。下面是一個無限運行的遍歷器對象的例子。

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};
    }
  };
}

上面的例子中，遍歷器生成函數(shù) idMaker ，返回一個遍歷器對象（即指針對象）。但是并沒有對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，或者說，遍歷器對象自己描述了一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)出來。

如果使用 TypeScript 的寫法，遍歷器接口（Iterable）、指針對象（Iterator）和 next 方法返回值的規(guī)格可以描述如下。

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


interface Iterator {
  next(value?: any) : IterationResult,
}


interface IterationResult {
  value: any,
  done: boolean,
}

2. 默認(rèn) Iterator 接口

Iterator 接口的目的，就是為所有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提供了一種統(tǒng)一的訪問機(jī)制，即 for...of 循環(huán)（詳見下文）。當(dāng)使用 for...of 循環(huán)遍歷某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，該循環(huán)會自動去尋找 Iterator 接口。

一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只要部署了 Iterator 接口，我們就稱這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是“可遍歷的”（iterable）。

ES6 規(guī)定，默認(rèn)的 Iterator 接口部署在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的 Symbol.iterator 屬性，或者說，一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只要具有 Symbol.iterator 屬性，就可以認(rèn)為是“可遍歷的”（iterable）。 Symbol.iterator 屬性本身是一個函數(shù)，就是當(dāng)前數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)默認(rèn)的遍歷器生成函數(shù)。執(zhí)行這個函數(shù)，就會返回一個遍歷器。至于屬性名 Symbol.iterator ，它是一個表達(dá)式，返回 Symbol 對象的 iterator 屬性，這是一個預(yù)定義好的、類型為 Symbol 的特殊值，所以要放在方括號內(nèi)（參見《Symbol》一章）。

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

上面代碼中，對象 obj 是可遍歷的（iterable），因為具有 Symbol.iterator 屬性。執(zhí)行這個屬性，會返回一個遍歷器對象。該對象的根本特征就是具有 next 方法。每次調(diào)用 next 方法，都會返回一個代表當(dāng)前成員的信息對象，具有 value 和 done 兩個屬性。

ES6 的有些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)原生具備 Iterator 接口（比如數(shù)組），即不用任何處理，就可以被 for...of 循環(huán)遍歷。原因在于，這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)原生部署了 Symbol.iterator 屬性（詳見下文），另外一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沒有（比如對象）。凡是部署了 Symbol.iterator 屬性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，就稱為部署了遍歷器接口。調(diào)用這個接口，就會返回一個遍歷器對象。

原生具備 Iterator 接口的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下。

  • Array
  • Map
  • Set
  • String
  • TypedArray
  • 函數(shù)的 arguments 對象
  • NodeList 對象

下面的例子是數(shù)組的 Symbol.iterator 屬性。

let arr = ['a', 'b', 'c'];
let iter = arr[Symbol.iterator]();


iter.next() // { value: 'a', done: false }
iter.next() // { value: 'b', done: false }
iter.next() // { value: 'c', done: false }
iter.next() // { value: undefined, done: true }

上面代碼中，變量 arr 是一個數(shù)組，原生就具有遍歷器接口，部署在 arr 的 Symbol.iterator 屬性上面。所以，調(diào)用這個屬性，就得到遍歷器對象。

對于原生部署 Iterator 接口的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，不用自己寫遍歷器生成函數(shù)， for...of 循環(huán)會自動遍歷它們。除此之外，其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（主要是對象）的 Iterator 接口，都需要自己在 Symbol.iterator 屬性上面部署，這樣才會被 for...of 循環(huán)遍歷。

對象（Object）之所以沒有默認(rèn)部署 Iterator 接口，是因為對象的哪個屬性先遍歷，哪個屬性后遍歷是不確定的，需要開發(fā)者手動指定。本質(zhì)上，遍歷器是一種線性處理，對于任何非線性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，部署遍歷器接口，就等于部署一種線性轉(zhuǎn)換。不過，嚴(yán)格地說，對象部署遍歷器接口并不是很必要，因為這時對象實際上被當(dāng)作 Map 結(jié)構(gòu)使用，ES5 沒有 Map 結(jié)構(gòu)，而 ES6 原生提供了。

一個對象如果要具備可被 for...of 循環(huán)調(diào)用的 Iterator 接口，就必須在 Symbol.iterator 的屬性上部署遍歷器生成方法（原型鏈上的對象具有該方法也可）。

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
}

上面代碼是一個類部署 Iterator 接口的寫法。 Symbol.iterator 屬性對應(yīng)一個函數(shù)，執(zhí)行后返回當(dāng)前對象的遍歷器對象。

下面是通過遍歷器實現(xiàn)指針結(jié)構(gòu)的例子。

function Obj(value) {
  this.value = value;
  this.next = null;
}


Obj.prototype[Symbol.iterator] = function() {
  var iterator = { next: next };


  var current = this;


  function next() {
    if (current) {
      var value = current.value;
      current = current.next;
      return { done: false, value: value };
    } else {
      return { done: true };
    }
  }
  return iterator;
}


var one = new Obj(1);
var two = new Obj(2);
var three = new Obj(3);


one.next = two;
two.next = three;


for (var i of one){
  console.log(i); // 1, 2, 3
}

上面代碼首先在構(gòu)造函數(shù)的原型鏈上部署 Symbol.iterator 方法，調(diào)用該方法會返回遍歷器對象 iterator ，調(diào)用該對象的 next 方法，在返回一個值的同時，自動將內(nèi)部指針移到下一個實例。

下面是另一個為對象添加 Iterator 接口的例子。

let obj = {
  data: [ 'hello', 'world' ],
  [Symbol.iterator]() {
    const self = this;
    let index = 0;
    return {
      next() {
        if (index < self.data.length) {
          return {
            value: self.data[index++],
            done: false
          };
        } else {
          return { value: undefined, done: true };
        }
      }
    };
  }
};

對于類似數(shù)組的對象（存在數(shù)值鍵名和 length 屬性），部署 Iterator 接口，有一個簡便方法，就是 Symbol.iterator 方法直接引用數(shù)組的 Iterator 接口。

NodeList.prototype[Symbol.iterator] = Array.prototype[Symbol.iterator];
// 或者
NodeList.prototype[Symbol.iterator] = [][Symbol.iterator];


[...document.querySelectorAll('div')] // 可以執(zhí)行了

NodeList 對象是類似數(shù)組的對象，本來就具有遍歷接口，可以直接遍歷。上面代碼中，我們將它的遍歷接口改成數(shù)組的 Symbol.iterator 屬性，可以看到?jīng)]有任何影響。

下面是另一個類似數(shù)組的對象調(diào)用數(shù)組的 Symbol.iterator 方法的例子。

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'
}

注意，普通對象部署數(shù)組的 Symbol.iterator 方法，并無效果。

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
}

如果 Symbol.iterator 方法對應(yīng)的不是遍歷器生成函數(shù)（即會返回一個遍歷器對象），解釋引擎將會報錯。

var obj = {};


obj[Symbol.iterator] = () => 1;


[...obj] // TypeError: [] is not a function

上面代碼中，變量 obj 的 Symbol.iterator 方法對應(yīng)的不是遍歷器生成函數(shù)，因此報錯。

有了遍歷器接口，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就可以用 for...of 循環(huán)遍歷（詳見下文），也可以使用 while 循環(huán)遍歷。

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

上面代碼中， ITERABLE 代表某種可遍歷的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， $iterator 是它的遍歷器對象。遍歷器對象每次移動指針（ next 方法），都檢查一下返回值的 done 屬性，如果遍歷還沒結(jié)束，就移動遍歷器對象的指針到下一步（ next 方法），不斷循環(huán)。

3. 調(diào)用 Iterator 接口的場合

有一些場合會默認(rèn)調(diào)用Iterator接口（即 Symbol.iterator 方法），除了下文會介紹的 for...of 循環(huán)，還有幾個別的場合。

（1）解構(gòu)賦值

對數(shù)組和 Set 結(jié)構(gòu)進(jìn)行解構(gòu)賦值時，會默認(rèn)調(diào)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'];

（2）擴(kuò)展運算符

擴(kuò)展運算符（...）也會調(diào)用默認(rèn)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']

上面代碼的擴(kuò)展運算符內(nèi)部就調(diào)用 Iterator 接口。

實際上，這提供了一種簡便機(jī)制，可以將任何部署了 Iterator 接口的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)為數(shù)組。也就是說，只要某個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)部署了 Iterator 接口，就可以對它使用擴(kuò)展運算符，將其轉(zhuǎn)為數(shù)組。

let arr = [...iterable];

（3）yield*

yield* 后面跟的是一個可遍歷的結(jié)構(gòu)，它會調(diào)用該結(jié)構(gòu)的遍歷器接口。

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 }

（4）其他場合

由于數(shù)組的遍歷會調(diào)用遍歷器接口，所以任何接受數(shù)組作為參數(shù)的場合，其實都調(diào)用了遍歷器接口。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()

4. 字符串的 Iterator 接口

字符串是一個類似數(shù)組的對象，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 }

上面代碼中，調(diào)用 Symbol.iterator 方法返回一個遍歷器對象，在這個遍歷器上可以調(diào)用 next 方法，實現(xiàn)對于字符串的遍歷。

可以覆蓋原生的 Symbol.iterator 方法，達(dá)到修改遍歷器行為的目的。

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"

上面代碼中，字符串 str 的 Symbol.iterator 方法被修改了，所以擴(kuò)展運算符（ ... ）返回的值變成了 bye ，而字符串本身還是 hi 。

5. Iterator 接口與 Generator 函數(shù)

Symbol.iterator 方法的最簡單實現(xiàn)，還是使用下一章要介紹的 Generator 函數(shù)。

let myIterable = {
  [Symbol.iterator]: function* () {
    yield 1;
    yield 2;
    yield 3;
  }
}
[...myIterable] // [1, 2, 3]


// 或者采用下面的簡潔寫法


let obj = {
  * [Symbol.iterator]() {
    yield 'hello';
    yield 'world';
  }
};


for (let x of obj) {
  console.log(x);
}
// "hello"
// "world"

上面代碼中， Symbol.iterator 方法幾乎不用部署任何代碼，只要用 yield 命令給出每一步的返回值即可。

6. 遍歷器對象的 return()，throw()

遍歷器對象除了具有next方法，還可以具有 return方法和 throw 方法。如果你自己寫遍歷器對象生成函數(shù)，那么 next 方法是必須部署的， return 方法和 throw 方法是否部署是可選的。

return 方法的使用場合是，如果 for...of 循環(huán)提前退出（通常是因為出錯，或者有 break 語句），就會調(diào)用 return 方法。如果一個對象在完成遍歷前，需要清理或釋放資源，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 };
        }
      };
    },
  };
}

上面代碼中，函數(shù) readLinesSync 接受一個文件對象作為參數(shù)，返回一個遍歷器對象，其中除了 next 方法，還部署了 return 方法。下面的兩種情況，都會觸發(fā)執(zhí)行 return 方法。

// 情況一
for (let line of readLinesSync(fileName)) {
  console.log(line);
  break;
}


// 情況二
for (let line of readLinesSync(fileName)) {
  console.log(line);
  throw new Error();
}

上面代碼中，情況一輸出文件的第一行以后，就會執(zhí)行 return 方法，關(guān)閉這個文件；情況二會在執(zhí)行 return 方法關(guān)閉文件之后，再拋出錯誤。

注意， return 方法必須返回一個對象，這是 Generator 規(guī)格決定的。

throw 方法主要是配合 Generator 函數(shù)使用，一般的遍歷器對象用不到這個方法。請參閱《Generator 函數(shù)》一章。

7. for...of 循環(huán)

ES6 借鑒 C++、Java、C# 和 Python 語言，引入了 for...of 循環(huán)，作為遍歷所有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一的方法。

一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只要部署了Symbol.iterator 屬性，就被視為具有 iterator 接口，就可以用 for...of 循環(huán)遍歷它的成員。也就是說， for...of 循環(huán)內(nèi)部調(diào)用的是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的 Symbol.iterator 方法。

for...of 循環(huán)可以使用的范圍包括數(shù)組、Set 和 Map 結(jié)構(gòu)、某些類似數(shù)組的對象（比如 arguments 對象、DOM NodeList 對象）、后文的 Generator 對象，以及字符串。

數(shù)組

數(shù)組原生具備iterator接口（即默認(rèn)部署了 Symbol.iterator 屬性）， for...of 循環(huán)本質(zhì)上就是調(diào)用這個接口產(chǎn)生的遍歷器，可以用下面的代碼證明。

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
}

上面代碼中，空對象 obj 部署了數(shù)組 arr 的 Symbol.iterator 屬性，結(jié)果 obj 的 for...of 循環(huán)，產(chǎn)生了與 arr 完全一樣的結(jié)果。

for...of 循環(huán)可以代替數(shù)組實例的 forEach 方法。

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


arr.forEach(function (element, index) {
  console.log(element); // red green blue
  console.log(index);   // 0 1 2
});

JavaScript 原有的 for...in 循環(huán)，只能獲得對象的鍵名，不能直接獲取鍵值。ES6 提供 for...of 循環(huán)，允許遍歷獲得鍵值。

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
}

上面代碼表明， for...in 循環(huán)讀取鍵名， for...of 循環(huán)讀取鍵值。如果要通過 for...of 循環(huán)，獲取數(shù)組的索引，可以借助數(shù)組實例的 entries 方法和 keys 方法（參見《數(shù)組的擴(kuò)展》一章）。

for...of 循環(huán)調(diào)用遍歷器接口，數(shù)組的遍歷器接口只返回具有數(shù)字索引的屬性。這一點跟 for...in 循環(huán)也不一樣。

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"
}

上面代碼中， for...of 循環(huán)不會返回數(shù)組 arr 的 foo 屬性。

Set 和 Map 結(jié)構(gòu)

Set 和Map 結(jié)構(gòu)也原生具有Iterator接口，可以直接使用 for...of 循環(huán)。

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

上面代碼演示了如何遍歷 Set 結(jié)構(gòu)和 Map 結(jié)構(gòu)。值得注意的地方有兩個，首先，遍歷的順序是按照各個成員被添加進(jìn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的順序。其次，Set 結(jié)構(gòu)遍歷時，返回的是一個值，而 Map 結(jié)構(gòu)遍歷時，返回的是一個數(shù)組，該數(shù)組的兩個成員分別為當(dāng)前 Map 成員的鍵名和鍵值。

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

計算生成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

有些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是在現(xiàn)有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，計算生成的。比如，ES6 的數(shù)組、Set、Map 都部署了以下三個方法，調(diào)用后都返回遍歷器對象。

  • entries() 返回一個遍歷器對象，用來遍歷 [鍵名, 鍵值] 組成的數(shù)組。對于數(shù)組，鍵名就是索引值；對于 Set，鍵名與鍵值相同。Map 結(jié)構(gòu)的 Iterator 接口，默認(rèn)就是調(diào)用 entries 方法。
  • keys() 返回一個遍歷器對象，用來遍歷所有的鍵名。
  • values() 返回一個遍歷器對象，用來遍歷所有的鍵值。

這三個方法調(diào)用后生成的遍歷器對象，所遍歷的都是計算生成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

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

類似數(shù)組的對象

類似數(shù)組的對象包括好幾類。下面是 for...of 循環(huán)用于字符串、DOM NodeList 對象、 arguments 對象的例子。

// 字符串
let str = "hello";


for (let s of str) {
  console.log(s); // h e l l o
}


// DOM NodeList對象
let paras = document.querySelectorAll("p");


for (let p of paras) {
  p.classList.add("test");
}


// arguments對象
function printArgs() {
  for (let x of arguments) {
    console.log(x);
  }
}
printArgs('a', 'b');
// 'a'
// 'b'

對于字符串來說， for...of 循環(huán)還有一個特點，就是會正確識別 32 位 UTF-16 字符。

for (let x of 'a\uD83D\uDC0A') {
  console.log(x);
}
// 'a'
// '\uD83D\uDC0A'

并不是所有類似數(shù)組的對象都具有 Iterator 接口，一個簡便的解決方法，就是使用 Array.from 方法將其轉(zhuǎn)為數(shù)組。

let arrayLike = { length: 2, 0: 'a', 1: 'b' };


// 報錯
for (let x of arrayLike) {
  console.log(x);
}


// 正確
for (let x of Array.from(arrayLike)) {
  console.log(x);
}

對象

對于普通的對象， for...of 結(jié)構(gòu)不能直接使用，會報錯，必須部署了 Iterator 接口后才能使用。但是，這樣情況下， for...in 循環(huán)依然可以用來遍歷鍵名。

let es6 = {
  edition: 6,
  committee: "TC39",
  standard: "ECMA-262"
};


for (let e in es6) {
  console.log(e);
}
// edition
// committee
// standard


for (let e of es6) {
  console.log(e);
}
// TypeError: es6[Symbol.iterator] is not a function

上面代碼表示，對于普通的對象， for...in 循環(huán)可以遍歷鍵名， for...of 循環(huán)會報錯。

一種解決方法是，使用 Object.keys 方法將對象的鍵名生成一個數(shù)組，然后遍歷這個數(shù)組。

for (var key of Object.keys(someObject)) {
  console.log(key + ': ' + someObject[key]);
}

另一個方法是使用 Generator 函數(shù)將對象重新包裝一下。

function* entries(obj) {
  for (let key of Object.keys(obj)) {
    yield [key, obj[key]];
  }
}


for (let [key, value] of entries(obj)) {
  console.log(key, '->', value);
}
// a -> 1
// b -> 2
// c -> 3

與其他遍歷語法的比較

以數(shù)組為例，JavaScript 提供多種遍歷語法。最原始的寫法就是 for 循環(huán)。

for (var index = 0; index < myArray.length; index++) {
  console.log(myArray[index]);
}

這種寫法比較麻煩，因此數(shù)組提供內(nèi)置的 forEach 方法。

myArray.forEach(function (value) {
  console.log(value);
});

這種寫法的問題在于，無法中途跳出 forEach 循環(huán)， break 命令或 return 命令都不能奏效。

for...in 循環(huán)可以遍歷數(shù)組的鍵名。

for (var index in myArray) {
  console.log(myArray[index]);
}

for...in 循環(huán)有幾個缺點。

  • 數(shù)組的鍵名是數(shù)字，但是 for...in 循環(huán)是以字符串作為鍵名“0”、“1”、“2”等等。
  • for...in 循環(huán)不僅遍歷數(shù)字鍵名，還會遍歷手動添加的其他鍵，甚至包括原型鏈上的鍵。
  • 某些情況下， for...in 循環(huán)會以任意順序遍歷鍵名。

總之， for...in 循環(huán)主要是為遍歷對象而設(shè)計的，不適用于遍歷數(shù)組。

for...of 循環(huán)相比上面幾種做法，有一些顯著的優(yōu)點。

for (let value of myArray) {
  console.log(value);
}

  • 有著同 for...in 一樣的簡潔語法，但是沒有 for...in 那些缺點。
  • 不同于 forEach 方法，它可以與 break 、 continue 和 return 配合使用。
  • 提供了遍歷所有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一操作接口。

下面是一個使用 break 語句，跳出 for...of 循環(huán)的例子。

for (var n of fibonacci) {
  if (n > 1000)
    break;
  console.log(n);
}

上面的例子，會輸出斐波納契數(shù)列小于等于 1000 的項。如果當(dāng)前項大于 1000，就會使用 break 語句跳出 for...of 循環(huán)。

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