Generator知识点杂烩

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技术杂谈小彩虹2021-07-09 20:29:23100A+A-

Generator

Generator 函数有多种理解角度。语法上,首先可以把它理解成,Generator 函数是一个状态机,封装了多个内部状态。

执行 Generator 函数会返回一个遍历器对象,也就是说,Generator 函数除了状态机,还是一个遍历器对象生成函数。返回的遍历器对象,可以依次遍历 Generator 函数内部的每一个状态。

  • Generator 函数有两个特征:

    • function关键字与函数名之间有一个星号
    • 函数体内部使用yield表达式,定义不同的内部状态(yield在英语里的意思就是“产出”)
      function* helloWorldGenerator() {
      yield 'hello';
      yield 'world';
      return 'ending';
      }
    
      var hw = helloWorldGenerator(); 
      hw.next()
      // { value: 'hello', done: false } value属性就是当前yield表达式的值,done属性为false,表示遍历还没有结束。
    
      hw.next()
      // { value: 'world', done: false }
    
      hw.next()
      // { value: 'ending', done: true }
    
      hw.next()
      // { value: undefined, done: true } done属性为true,表示遍历已经结束。   
    

上面代码定义了一个 Generator 函数helloWorldGenerator,它内部有两个yield表达式(helloworld),即该函数有三个状态:hello,world 和 return 语句(结束执行)。
调用方法与普通函数一样,但是调用,函数并不执行,返回一个指向内部状态的指针对象,也就是遍历器对象。 必须调用遍历器对象的next方法,使得指针移向下一个状态。内部指针就从函数头部或上一次停下来的地方开始执行,直到遇到下一个yield表达式(或return语句)为止。
换言之,Generator 函数是分段执行的,yield表达式是暂停执行的标记,而next方法可以恢复执行。

yield 表达式

由于 Generator 函数返回的遍历器对象,只有调用next方法才会遍历下一个内部状态,所以其实提供了一种可以暂停执行的函数。yield表达式就是暂停标志。因此等于为 JavaScript 提供了手动的“惰性求值”(Lazy Evaluation)的语法功能。
yield表达式只能用在 Generator 函数里面,用在其他地方都会报错。

next 方法的参数

yield表达式本身没有返回值,或者说总是返回undefinednext方法可以带一个参数,该参数就会被当作上一个yield表达式的返回值。

    function* foo(x) {
    var y = 2 * (yield (x + 1));
    var z = yield (y / 3);
    return (x + y + z);
    }

    var a = foo(5);
    a.next() // Object{value:6, done:false}
    a.next() // Object{value:NaN, done:false}
    a.next() // Object{value:NaN, done:true}

    var b = foo(5);
    b.next() // { value:6, done:false }
    b.next(12) // { value:8, done:false }
    b.next(13) // { value:42, done:true }  

上面代码中,第二次运行next方法的时候不带参数,导致 y 的值等于2 * undefined(即NaN),除以 3 以后还是NaN,因此返回对象的value属性也等于NaN。第三次运行Next方法的时候不带参数,所以z等于undefined,返回对象的value属性等于5 + NaN + undefined,即NaN

如果向next方法提供参数,返回结果就完全不一样了。上面代码第一次调用b的next方法时,返回x+1的值6;第二次调用next方法,将上一次yield表达式的值设为12,因此y等于24,返回y / 3的值8;第三次调用next方法,将上一次yield表达式的值设为13,因此z等于13,这时x等于5y等于24,所以return语句的值等于42

注意,由于next方法的参数表示上一个yield表达式的返回值,所以在第一次使用next方法时,传递参数是无效的。V8 引擎直接忽略第一次使用next方法时的参数,只有从第二次使用next方法开始,参数才是有效的。从语义上讲,第一个next方法用来启动遍历器对象,所以不用带有参数。

next方法的参数,也可以向Generator 函数内部输入值

    function* dataConsumer() {
    console.log('Started');
    console.log(`1. ${yield}`);
    console.log(`2. ${yield}`);
    return 'result';
    }

    let genObj = dataConsumer();
    genObj.next();
    // Started
    genObj.next('a')
    // 1. a
    genObj.next('b')
    // 2. b  

for...of 循环

for...of循环可以自动遍历 Generator 函数时生成的Iterator对象,且此时不再需要调用next方法。

    function* foo() {
    yield 1;
    yield 2;
    yield 3;
    yield 4;
    yield 5;
    return 6; //return语句返回的,不包括在for...of循环之中
    }

    for (let v of foo()) {
    console.log(v);
    }
    // 1 2 3 4 5  

除了for...of循环以外,扩展运算符(...)、解构赋值和Array.from方法内部调用的,都是遍历器接口。这意味着,它们都可以将 Generator 函数返回的 Iterator 对象,作为参数。

    function* numbers () {
    yield 1
    yield 2
    return 3
    yield 4
    }

    // 扩展运算符
    [...numbers()] // [1, 2]

    // Array.from 方法
    Array.from(numbers()) // [1, 2]

    // 解构赋值
    let [x, y] = numbers();
    x // 1
    y // 2

    // for...of 循环
    for (let n of numbers()) {
    console.log(n)
    }
    // 1
    // 2  

Generator.prototype.throw()

Generator 函数返回的遍历器对象,都有一个throw方法,可以在函数体外抛出错误,然后在 Generator 函数体内捕获。

    var g = function* () {
    try {
        yield;
    } catch (e) {
        console.log('内部捕获', e);
    }
    };

    var i = g();
    i.next();

    try {
    i.throw('a');
    i.throw('b');
    } catch (e) {
    console.log('外部捕获', e);
    }
    // 内部捕获 a
    // 外部捕获 b  

一旦执行了catch,捕捉了错误,Generator 函数就已经结束了,不再执行下去了。

Generator.prototype.return()

Generator 函数返回的遍历器对象,还有一个return方法,可以返回给定的值,并且终结遍历 Generator 函数。

next()、throw()、return() 的共同点

本质上是同一件事,可以放在一起理解。它们的作用都是让 Generator 函数恢复执行,并且使用不同的语句替换yield表达式。
next()是将yield表达式替换成一个值。

    const g = function* (x, y) {
    let result = yield x + y;
    return result;
    };

    const gen = g(1, 2);
    gen.next(); // Object {value: 3, done: false}

    gen.next(1); // Object {value: 1, done: true}
    // 相当于将 let result = yield x + y
    // 替换成 let result = 1;  

throw()是将yield表达式替换成一个throw语句。

    gen.throw(new Error('出错了')); // Uncaught Error: 出错了
    // 相当于将 let result = yield x + y
    // 替换成 let result = throw(new Error('出错了'));  

return()是将yield表达式替换成一个return语句。

    gen.return(2); // Object {value: 2, done: true}
    // 相当于将 let result = yield x + y
    // 替换成 let result = return 2;  

yield* 表达式

如果在 Generator 函数内部,调用另一个 Generator 函数,默认情况下是没有效果的。yield*表达式,用来在一个 Generator 函数里面执行另一个 Generator 函数。

    function* foo() {
    yield 'a';
    yield 'b';
    }
    //普通方法调用foo() ==========================
    function* bar() {
    yield 'x';
    foo(); 
    yield 'y';
    }
    for (let v of bar()){
    console.log(v);
    }
    // "x"
    // "y"  
    //上面foo()的调用是没有效果的

    //yield*表达式调用 =================================
    function* bar() {
    yield 'x';
    yield* foo();
    yield 'y';
    }
    // 等同于
    function* bar() {
    yield 'x';
    yield 'a';
    yield 'b';
    yield 'y';
    }

    // 等同于
    function* bar() {
    yield 'x';
    for (let v of foo()) {
        yield v;
    }
    yield 'y';
    }

    for (let v of bar()){
    console.log(v);
    }
    // "x"
    // "a"
    // "b"
    // "y"

从语法角度看,如果yield表达式后面跟的是一个遍历器对象,需要在yield表达式后面加上星号,表明它返回的是一个遍历器对象。这被称为yield*表达式。

yield*后面的 Generator 函数(没有return语句时),等同于在 Generator 函数内部,部署一个for...of循环。

    function* concat(iter1, iter2) {
    yield* iter1;
    yield* iter2;
    }

    // 等同于

    function* concat(iter1, iter2) {
    for (var value of iter1) {
        yield value;
    }
    for (var value of iter2) {
        yield value;
    }
    }  

上面代码说明,yield*后面的 Generator 函数(没有return语句时),不过是for...of的一种简写形式,完全可以用后者替代前者。反之,在有return语句时,则需要用var value = yield* iterator的形式获取return语句的值。

实际上,任何数据结构只要有 Iterator 接口,就可以被yield*遍历。

yield*命令可以很方便地取出嵌套数组的所有成员。

    function* iterTree(tree) {
    if (Array.isArray(tree)) {
        for(let i=0; i < tree.length; i++) {
        yield* iterTree(tree[i]);
        }
    } else {
        yield tree;
    }
    }

    const tree = [ 'a', ['b', 'c'], ['d', 'e'] ];

    for(let x of iterTree(tree)) {
    console.log(x);
    }
    // a
    // b
    // c
    // d
    // e 

Generator 函数的this

Generator 函数g返回的遍历器obj,是g的实例,而且继承了g.prototype。但是,如果把g当作普通的构造函数,并不会生效,因为g返回的总是遍历器对象,而不是this对象,也不能跟new命令一起用,会报错。

下面是一个变通方法。首先,生成一个空对象,使用call方法绑定 Generator 函数内部的this。这样,构造函数调用以后,这个空对象就是 Generator 函数的实例对象了。

    function* F() {
    this.a = 1;
    yield this.b = 2;
    yield this.c = 3;
    }
    var obj = {};
    var f = F.call(obj);

    f.next();  // Object {value: 2, done: false}
    f.next();  // Object {value: 3, done: false}
    f.next();  // Object {value: undefined, done: true}

    obj.a // 1
    obj.b // 2
    obj.c // 3  

还有一个办法就是将obj换成F.prototype

    function* F() {
    this.a = 1;
    yield this.b = 2;
    yield this.c = 3;
    }
    var f = F.call(F.prototype);

    f.next();  // Object {value: 2, done: false}
    f.next();  // Object {value: 3, done: false}
    f.next();  // Object {value: undefined, done: true}

    f.a // 1
    f.b // 2
    f.c // 3  

再将F改成构造函数,就可以对它执行new命令了。

    function* gen() {
    this.a = 1;
    yield this.b = 2;
    yield this.c = 3;
    }

    function F() {
    return gen.call(gen.prototype);
    }

    var f = new F();

    f.next();  // Object {value: 2, done: false}
    f.next();  // Object {value: 3, done: false}
    f.next();  // Object {value: undefined, done: true}

    f.a // 1
    f.b // 2
    f.c // 3

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