异步编程基础之generator

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生成器这个概念在其他编程语言比如C++,PHP,Javaj,Python等语言中都有广泛应用，于是es6也将这一特性引入。

生成器是一种被用来控制循环中迭代行为的特殊程序。实际上，所有的生成器都是迭代器。生成器和一个返回了数组的函数很类似，在这里生成器有参数能够被调用，并且生成一系列值。然而和数组不同的是，生成器不是一次存储所有的值并且一次性返回完，而是每调用一次返回一次并且停止等待下一次调用。这样只需要很少的内存，且允许调用者立即处理开始的几个数据。简而言之，生成器看起来像函数，表现得像迭代器
–wikipedia

要完整的了解这一概念，需要先了解一些与之相关的知识。

可迭代协议(iterable protocols)

定义

iterable协议可以允许对象定义或者定制迭代行为，要能够可迭代，对象需要继承或者有@@iterator方法，@@iterator属性可以通过Symbol.iterator（是一个常量）获得，@@iterator方法是一个零参数并返回一个遵守iterator协议对象的函数。如果一个对象有@@iterator方法，但返回的对象不是迭代器，就会成为一个不正确的可迭代对象。

当一个对象是可迭代的并且需要迭代的时候，就会无参调用@@iterator，返回的迭代器用来获得迭代出来的值

需要迭代的时候

  • for...of
  • spread operator
  • destructuring assignment
  • yield*

内置可迭代对象

  • String
  • Array
  • TypedArray
  • Map
  • Set

定制迭代行为

即重写或者添加@@iterator方法，所写方法遵守迭代器协议(iterator protocols)即可，否则为不正确的可迭代对象。

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// 为对象添加@@iterator
var o = {};
o[Symbol.iterator] = function() {
    return {
        tick: 0,
        next: function() {
            return {
                value: this.tick > 3 ? undefined:this.tick++,
                done: this.tick > 4 ? true:false
            }
        }
    }
}
var a = o[Symbol.iterator](); // 获得迭代器
a.next(); // {value: 1, done: false}
a.next(); // {value: 2, done: false}
a.next(); // {valeu: 3, done: false}
a.next(); // {value: undefined, done: true}

迭代器协议(iterator protocols)

定义

iterator协议定义了一个标准方法(next)来产生序列值。

要成为迭代器，需要继承或实现next方法，next方法返回了两个属性，done和value

与可迭代对象的关系

  • 某些迭代器也是可迭代的对象，比如generator对象

  • 可迭代对象调用@@iterator返回迭代器(即协议的内容)

生成器(generator)

生成器函数(generator function)

定义生成器函数

  • function*声明
  • function*表达式
  • GeneratorFunction构造器

以function*声明为例

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function* myGenerator() {
    yield 1;
    yield 2;
    yield 3;
}
var g = myGenerator();  // 得到generator object
g.next(); // {value: 1, done: false}
g.next(); // {value: 2, done: false}
g.next(); // {valeu: 3, done: false}
g.next(); // {value: undefined, done: true}
/**
 *可以在调用next的时候向next方法中传入参数，
 *此时的参数会被传入generator function中，与内部的变量进行通信。
 *需要注意的是传值的方向是外部返回回内部的时候，而第一次调用next的时候，是遍
 *历的开始，就算传了值内部也无变量接收。
 *
*/
function* myGenerator2() {
    var a = yield 1;
    console.log(a);
    var b = yield 2;
    console.log(b);
}
var g2 = myGenerator2(); // 得到generator object
g2.next();  // {value: 1, done: false}
g2.next('a:1'); // 'a:1'  {value: 2, done: false} 
g2.next('b:2'); // 'b:2'  {value: undefined, done: true}

生成器对象(generator object)

generator对象是需要’generator function`执行才能得到。

generator对象遵循iterable协议和iterator协议，所以generator对象既是可迭代对象又是迭代器

原型链方法

  • next()

返回两个参数，yield表达式后面的值value和表示遍历是否结束的done;

  • return()

遇到return，和一般函数一样，结束函数。下面如果还有yield，则无视。

  • throw(exception)

为了调试方便，exception一般是Error的实例，返回的结构和和调用next一样

应用

流和无穷序列

由于generator这种需要的时候才会去取的特性，所以对于描述流很有用，比如不可能一次计算完或者过量消费cpu的序列。包括无穷序列和实时数据流。

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// 经典的无穷序列
function* fibonacci() {
    let [pre, cur] = [0, 1];
    while(true) {
        yield cur;
        [pre, cur] = [cur, pre + cur];
    }
}

参考文献：