深入解讀JavaScript中的Iterator與for-of循環_基礎知識
- WBOY原創
- 2016-05-16 15:48:471112瀏覽
如何遍歷一個陣列的元素？在 20 年前，當 JavaScript 出現時，你或許會這樣做：
for (var index = 0; index < myArray.length; index++) {
console.log(myArray[index]);
}
for (var index = 0; index < myArray.length; index++) {
console.log(myArray[index]);
}
自從 ES5 開始，你可以使用內建的 forEach 方法：
JavaScript
myArray.forEach(function (value) {
console.log(value);
});
myArray.forEach(function (value) {
console.log(value);
});
程式碼更為精簡，但有一個小缺點：不能使用 break 語句來跳出循環，也不能使用 return 語句來從閉包函數中傳回。
如果有 for- 這種語法來遍歷陣列就會方便很多。
那麼，使用 for-in 呢？
for (var index in myArray) { // 实际代码中不要这么做
console.log(myArray[index]);
}
for (var index in myArray) { // 实际代码中不要这么做
console.log(myArray[index]);
}
這樣不好，因為：
上面程式碼中的 index 變數將會是 "0"、"1"、"3" 等這樣的字串，而並不是數值類型。如果你使用字串的 index 去參與某些運算（"2" 1 == "21"），運算結果可能會不符合預期。
不僅數組本身的元素將被遍歷到，那些由使用者添加的附加（expando）元素也將被遍歷到，例如某數組有這樣一個屬性myArray.name，那麼在某次循環中將會出現index="name " 的情況。而且，連數組原型鏈上的屬性也可能遍歷到。
最不可思議的是，在某些情況下，上面程式碼將會以任意順序去遍歷數組元素。
簡單來說，for-in 設計的目的是用於遍歷包含鍵值對的對象，對數組並不是那麼友好。
強大的 for-of 迴圈
我記得上次我提到過，ES6 並不會影響現有JS 程式碼的正常運行，已經有成千上萬的Web 應用程式都依賴for-in 的特性，甚至也依賴for-in 用於陣列的特性，所以從來沒有人提出「改善」現有for-in 語法來修復上述問題。 ES6 解決這個問題的唯一方法是引入新的迴圈遍歷語法。
這就是新的語法：
for (var value of myArray) {
console.log(value);
}
for (var value of myArray) {
console.log(value);
}
透過介紹上面的 for-in 語法，這個語法看起來並不是那麼令人印象深刻。後面我們將詳細介紹for-of 的奇妙之處，現在你只需要知道：
- 這是遍歷陣列最簡單直接的方法
- 避免了所有 for–in 語法存在的坑
- 與 forEach() 不同的是，它支援 break、continue 和 return 語句。
for–in 用來遍歷物件的屬性。
for-of 用來遍歷資料 — 就像陣列中的元素。
然而，這還不是 for-of 的所有特性，下面還有更精彩的部分。
支持 for-of 的其他集合
for-of 不只是為數組設計，還可以用於類別數組的對象，例如 DOM 對象的集合 NodeList。
也可以用於遍歷字串，它將字串看成是 Unicode 字元的集合：
它也適用於 Map 和 Set 物件。
也許你從未聽說過 Map 和 Set 對象，因為它們是 ES6 中的新對象，後面將有單獨的文章去詳細介紹它們。如果你在其他語言中使用過這兩個對象，那就簡單多了。
例如，可以用一個 Set 物件來對陣列元素去重：
JavaScript // make a set from an array of words var uniqueWords = new Set(words); // make a set from an array of words var uniqueWords = new Set(words);
當你得到一個 Set 物件後，你很可能會去遍歷該對象，這很簡單：
for (var word of uniqueWords) {
console.log(word);
}
for (var word of uniqueWords) {
console.log(word);
}
Map 物件由鍵值對構成，遍歷方式略有不同，你需要用兩個獨立的變數來分別接收鍵和值：
for (var [key, value] of phoneBookMap) {
console.log(key + "'s phone number is: " + value);
}
for (var [key, value] of phoneBookMap) {
console.log(key + "'s phone number is: " + value);
}
到目前為止，你已經知道：JS 已經支援一些集合對象，而且後面將會支援更多。 for-of 語法正是為這些集合物件而設計。
for-of 不能直接用來遍歷物件的屬性，如果你想遍歷物件的屬性，你可以使用for-in 語句（for-in 就是用來幹這個的），或者使用下面的方式：
// dump an object's own enumerable properties to the console
for (var key of Object.keys(someObject)) {
console.log(key + ": " + someObject[key]);
}
// dump an object's own enumerable properties to the console
for (var key of Object.keys(someObject)) {
console.log(key + ": " + someObject[key]);
}
内部原理
“好的艺术家复制，伟大的艺术家偷窃。” — 巴勃罗·毕加索
被添加到 ES6 中的那些新特性并不是无章可循，大多数特性都已经被使用在其他语言中，而且事实也证明这些特性很有用。
就拿 for-of 语句来说，在 C++、JAVA、C# 和 Python 中都存在类似的循环语句，并且用于遍历这门语言和其标准库中的各种数据结构。
与其他语言中的 for 和 foreach 语句一样，for-of 要求被遍历的对象实现特定的方法。所有的 Array、Map 和 Set 对象都有一个共性，那就是他们都实现了一个迭代器（iterator）方法。
那么，只要你愿意，对其他任何对象你都可以实现一个迭代器方法。
这就像你可以为一个对象实现一个 myObject.toString（） 方法，来告知 JS 引擎如何将一个对象转换为字符串；你也可以为任何对象实现一个 myObject[Symbol.iterator]() 方法，来告知 JS 引擎如何去遍历该对象。
例如，如果你正在使用 jQuery，并且非常喜欢用它的 each() 方法，现在你想使所有的 jQuery 对象都支持 for-of 语句，你可以这样做：
// Since jQuery objects are array-like, // give them the same iterator method Arrays have jQuery.prototype[Symbol.iterator] = Array.prototype[Symbol.iterator]; // Since jQuery objects are array-like, // give them the same iterator method Arrays have jQuery.prototype[Symbol.iterator] = Array.prototype[Symbol.iterator];
你也许在想，为什么 [Symbol.iterator] 语法看起来如此奇怪？这句话到底是什么意思？问题的关键在于方法名，ES 标准委员会完全可以将该方法命名为 iterator()，但是，现有对象中可能已经存在名为“iterator”的方法，这将导致代码混乱，违背了最大兼容性原则。所以，标准委员会引入了 Symbol，而不仅仅是一个字符串，来作为方法名。
Symbol 也是 ES6 的新特性，后面将会有单独的文章来介绍。现在你只需要知道标准委员会引入全新的 Symbol，比如 Symbol.iterator，是为了不与之前的代码冲突。唯一不足就是语法有点奇怪，但对于这个强大的新特性和完美的后向兼容来说，这个就显得微不足道了。
一个拥有 [Symbol.iterator]() 方法的对象被认为是可遍历的（iterable）。在后面的文章中，我们将看到“可遍历对象”的概念贯穿在整个语言中，不仅在 for-of 语句中，而且在 Map和 Set 的构造函数和析构（Destructuring）函数中，以及新的扩展操作符中，都将涉及到。
迭代器对象
通常我们不会完完全全从头开始去实现一个迭代器（Iterator）对象，下一篇文章将告诉你为什么。但为了完整起见，让我们来看看一个迭代器对象具体是什么样的。（如果你跳过了本节，你将会错失某些技术细节。）
就拿 for-of 语句来说，它首先调用被遍历集合对象的 [Symbol.iterator]() 方法，该方法返回一个迭代器对象，迭代器对象可以是拥有 .next 方法的任何对象；然后，在 for-of 的每次循环中，都将调用该迭代器对象上的 .next 方法。下面是一个最简单的迭代器对象：
var zeroesForeverIterator = {
[Symbol.iterator]: function () {
return this;
},
next: function () {
return {done: false, value: 0};
}
};
var zeroesForeverIterator = {
[Symbol.iterator]: function () {
return this;
},
next: function () {
return {done: false, value: 0};
}
};
在上面代码中，每次调用 .next() 方法时都返回了同一个结果，该结果一方面告知 for-of语句循环遍历还没有结束，另一方面告知 for-of 语句本次循环的值为 0。这意味着 for (value of zeroesForeverIterator) {} 是一个死循环。当然，一个典型的迭代器不会如此简单。
ES6 的迭代器通过 .done 和 .value 这两个属性来标识每次的遍历结果，这就是迭代器的设计原理，这与其他语言中的迭代器有所不同。在 Java 中，迭代器对象要分别使用 .hasNext()和 .next() 两个方法。在 Python 中，迭代器对象只有一个 .next() 方法，当没有可遍历的元素时将抛出一个 StopIteration 异常。但从根本上说，这三种设计都返回了相同的信息。
迭代器对象可以还可以选择性地实现 .return() 和 .throw(exc) 这两个方法。如果由于异常或使用 break 和 return 操作符导致循环提早退出，那么迭代器的 .return() 方法将被调用，可以通过实现 .return() 方法来释放迭代器对象所占用的资源，但大多数迭代器都不需要实现这个方法。throw(exc) 更是一个特例：在遍历过程中该方法永远都不会被调用，关于这个方法，我会在下一篇文章详细介绍。
现在我们知道了 for-of 的所有细节，那么我们可以简单地重写该语句。
首先是 for-of 循环体：
for (VAR of ITERABLE) {
STATEMENTS
}
for (VAR of ITERABLE) {
STATEMENTS
}
这只是一个语义化的实现，使用了一些底层方法和几个临时变量：
var $iterator = ITERABLE[Symbol.iterator]();
var $result = $iterator.next();
while (!$result.done) {
VAR = $result.value;
STATEMENTS
$result = $iterator.next();
}
var $iterator = ITERABLE[Symbol.iterator]();
var $result = $iterator.next();
while (!$result.done) {
VAR = $result.value;
STATEMENTS
$result = $iterator.next();
}
上面代码并没有涉及到如何调用 .return() 方法，我们可以添加相应的处理，但我认为这样会影响我们对内部原理的理解。for-of 语句使用起来非常简单，但在其内部有非常多的细节。
兼容性
目前，所有 Firefox 的 Release 版本都已经支持 for-of 语句。Chrome 默认禁用了该语句，你可以在地址栏输入 chrome://flags 进入设置页面，然后勾选其中的 “Experimental JavaScript” 选项。微软的 Spartan 浏览器也支持该语句，但是 IE 不支持。如果你想在 Web 开发中使用该语句，而且需要兼容 IE 和 Safari 浏览器，你可以使用 Babel 或 Google 的 Traceur 这类编译器，来将 ES6 代码转换为 Web 友好的 ES5 代码。
对于服务器端，我们不需要任何编译器 — 可以在 io.js 中直接使用该语句，或者在 NodeJS 启动时使用 --harmony 启动选项。
{done: true}