javascriptRemke之深入迭代器
前言："迭代"意为按照顺序反复多次执行一段程序，ECMAscript6中新增了两个高级特性：迭代器与生成器，使用这两个特性能更高效地实现迭代，本文主要围绕迭代器详细展开叙述。
一、何为迭代
迭代即重复执行某段程序，最简单的一种迭代即计数循环。
1 for(let i =0;i<10;i++){
2 console.log(i);
3 }
迭代会在一个有序集合上进行，数组是JavaScript中最经典的例子，数组每一项可以通过索引获取，所以整个数组都可以通过递增索引来遍历，但是很多时候使用数组进行循环并不理想。原因如下：
- 迭代之前需要事先知道如何使用数据结构。在前后端实际开发中并不能完全适用于所有数据结构，前端通常得根据后端得接口文档进行数据处理，数组的遍历有时并不能满足需求。
- 遍历顺序可能非数据结构固有的。通过递增索引来访问数据是特定于数组类型的方式，并不适用于其他隐式顺序的数据结构。
ES5中为实现通用迭代需求，新增了Array.prototype.forEach()方法，但是效果仍不理想。这个方法实现了单独记录索引（传入forEach作为参数的回调函数的第一个参数）并能通过数组对象取得值，但是仍未解决标识迭代何时中止的问题，因此这个方法也只适用于数组，且回调形式较为繁琐。因此，ES6中采用迭代器模式作为解决方案，让开发者无须实现知道如何迭代就能实现迭代操作。
1 let arr = ['sunwukong','zhubajie','shaheshang'];
2 arr.forEach((value,index,obj)=>{
3 console.log(value)
4 })
5 //sunwukong
6 //zhubajie
7 //shaheshang
二、迭代器模式
2.1 可迭代对象
迭代器模式描述了一个方案，把具有迭代能力的结构称为"可迭代对象"。可迭代对象可以理解为数组或集合（Set）类型的对象。它们拥有以下特性：
- 包含有限个元素
- 具有无歧义的遍历顺序
计数循环和数组都具有可迭代对象的行为。
2.2 迭代器
迭代器模式中还有一个关键概念"迭代器"，迭代器是按需创建的一次性对象，每个迭代器都会关联一个可迭代对象，且迭代器会暴露可迭代对象的相关API。
当使用可以接收可迭代对象的原生语言（for-of、Map、Set...）时，会创建一个迭代器，从而实现迭代。
*迭代器模式将可迭代对象与迭代器分离，实现了迭代器无须了解与之关联的可迭代对象的结构，只需要知道如何取得连续的值，这也正式分离可迭代对象与迭代器的强大之处。
2.3 可迭代协议
实现可迭代协议要求具备两种能力：
- 支持迭代的自我识别能力
- 创建接口的能力
要创建接口，就必须要暴露一个属性作为默认迭代器且这个属性必须要用特殊的Symbol.iterator作为建。默认迭代器属性必须引用一个迭代器工厂函数，通过调用这个工厂函数返回一个新的迭代器，简单来说，只有当对象拥有Symbol.iterator这一属性，这一对象才可以实现迭代。
1 let str = 'abc';
2 console.log(str[Symbol.iterator]());// f value(){native code};
3 let obj = {}；
4 console.log(obj[Symbol.iterator]())；//报错
5 console.log(obj.__proto__.hasOwnProperty(Symbol.iterator))；
6 //false
7 console.log(arr.__proto__.hasOwnProperty(Symbol.iterator))；
8 //true
能够实现接口功能的内置属性有以下几类：
- 字符串
- 数组
- 映射（Map）
- 集合（Set）
- arguments对象（伪数组）
- NodeList等DOM集合（document.queryselectorAll()、document.getElementsByClassName()...）
能够接收可迭代对象的原始语言包括：
- for-of
- 数组循环
- 扩展运算符
- Array.from()
- 创建集合
- 创建映射
- Promise.all()
- Promise.race()
- yield*操作符
这些原始语言会在后台调用提供的可迭代对象的这个工厂函数，从而创建一个迭代器。
三、迭代器协议
迭代器是一种一次性使用的对象，在使用能够接收可迭代对象的原始语言时会临时创建，用于迭代与其关联的可迭代对象。
迭代器API使用next()方法在可迭代对象中遍历数据，每次成功调用next()，都会返回一个IteratorResult对象，这一对象包含迭代器返回的下一个值(value)和状态（done）。若不调用next()方法则无法知道迭代器的当前位置，因此next()是迭代器中必须存在的方法，不然仍然无法成为迭代器。
next()返回对象包含两个属性：done和value，done是一个布尔值，表示next()是否还可以再次调用并取得下一个有效值，为false表示状态仍未耗尽，还可以获取下一有效值，为true时则下次迭代返回的value为undefined。value包含可迭代对象的下一个值。
1 //可迭代对象
2 let arr = ['Billy','Jack'];
3 //迭代器工厂函数
4 console.log(arr[Symbol.iterator]); //f values(){native code};
5 //创建一个迭代器实例
6 let iterator = arr[Symbol.iterator()]();
7 console.log(iterator) //ArrayIterator();
8 //执行迭代
9 console.log(iterator.next()); //{done:false,value:'Billy'};
10 console.log(iterator.next()); //{done:false,value:'Jack'};
11 console.log(iterator.next()); //{done:true,value:undefined};
注意：
- 不同迭代器实例相互之间没有关系，只会独立遍历可迭代对象。
- 迭代器并不与可迭代对象某个时刻的快照绑定。即中途插入新元素，使用next()进行迭代会展现新元素。
四、自定义迭代器
任何使用Iterator接口的对象都可以作为迭代器使用。
下方通过实现Iterator接口完成自定义迭代器。
1 class IteratorTest{
2 constructor(limit){
3 this.limit = limit;
4 this.present = 1;
5 }
6 [Symbol.iterator](){
7 return this;
8 }
9 next(){
10 if(this.present<this.limit){
11 return{
12 done:false,value:this.present++
13 }
14 }
15 else{
16 return{
17 done:true,value:undefined
18 }
19 }
20 }
21 }
22 const iterator = new IteratorTest(5)
23 for (let item of iterator) {
24 console.log(item)
25 }
26 //1
27 //2
28 //3
29 //4
上方例子在for-of的作用下调用Symbol.iterator属性返回自身实例（创建迭代器），接着调用实例原型上的next()方法实现迭代。
但是上方例子存在的缺陷为每个实例之恩被迭代一次。若多次遍历不打印结果。
为了能让可迭代对象能够实现正常迭代需求，因此每创建一个迭代器就对应一个新迭代器，采用的解决方案为将计数变量放在闭包里，然后通过闭包返回迭代器。
1 class IteratorTest{
2 constructor(limit){
3 this.limit = limit;
4 }
5 [Symbol.iterator](){
6 let start = 1;
7 let present = start;
8 let limit = this.limit;
9 return{
10 next(){
11 if(present<limit){
12 return{
13 done:false,value:present++
14 }
15 }
16 else{
17 return{
18 done:true,value:undefined
19 }
20 }
21 }
22 }
23 }
24 }
25 const iterator = new IteratorTest(5)
26 for (let item of iterator) {
27 console.log(item)
28 }
29 for (let item of iterator) {
30 console.log(item)
31 }
32 //1
33 //2
34 //3
35 //4
36 //1
37 //2
38 //3
39 //4
上面例子因为每个迭代器都实现了Iterator接口且都有next()方法，所以在任何期待可迭代对象的地方都可以循环。
五、提前中止迭代器
为提前中止迭代器，需要return()方法返回一个用于提前中止迭代的有效对象（IteratorResult），这个对象可以只返回{done:true}
return()方法用于指定迭代器在提前关闭时执行的逻辑。提前关闭迭代器的可能情况为：
- for-of循环通过break、continue、return或throw提前退出。
- 解构操作并未消费所有值。
1 class IteratorTest{
2 constructor(limit){
3 this.limit = limit;
4 }
5 [Symbol.iterator](){
6 let start = 1;
7 let present = start;
8 let limit = this.limit;
9 return{
10 next(){
11 if(present<limit){
12 return{
13 done:false,value:present++
14 }
15 }
16 else{
17 return{
18 done:true,value:undefined
19 }
20 }
21 },
22 return(){
23 console.log('exit');
24 return {done:true};
25 }
26 }
27 }
28 }
29 const iterator = new IteratorTest(5)
30 for (let item of iterator) {
31 if(item>2){
32 break;
33 }
34 console.log(item);
35 }
36 //1
37 //2
38 //exit
注意：如果迭代器没有关闭，则还可以继续从上次离开的地方继续迭代。
1 let arr = [1,2,3,4,5];
2 const iterator2 = arr[Symbol.iterator]();
3 for(let i of iterator2){
4 console.log(i);
5 if(i>2){
6 break
7 }
8 }
9 //1
10 //2
11 //3
12 for(let i of iterator2){
13 console.log(i);
14 }
15 //4
16 //5