千哥读书笔记：JavaScrip迭代器原理

迭代器是Javascript经常用到，但却又非常难以理解的内容，不论是《JavaScript权威指南》还是《JavaScript高级程序设计》等经典学习资料，都没有透彻地讲明白，千哥最近查阅了大量的资料，终于搞清楚一些核心原理，这里还是以笔记的形式进行体现。

一、迭代及相关概念

迭代的英文“iteration”意思是“重复”或“再来”，在软件开发领域，“迭代”的意思是按照顺序反复多次执行一段程序，通常会有明确的终止条件。例如，最常见的以for为代表的计数循环：

let iterable = [99,88,77];

for(let index = 0; index < iterable.length; index++){
    console.log(iterable[index]);//99 88 77
}

在这段代码里，定义了一个数组interable，然后利用这个数组的length属性和每次递增的index，用for实现了对interable的元素输出。当然，更常见的迭代模式是通过for/of进行迭代：

let iterable = [99,88,77];
for(let item of iterable){
    console.log(item);//99 88 77
}

关于迭代，首先要搞清楚一些基本概念：

1、可迭代对象（iterable）：指实现了Iterable接口（可迭代协议）的对象，包括常见的数组、字符串、set对象和Map对象等原生可迭代对象，也包括其他自定义可迭代对象。这些对象具有专用的“迭代器方法”，且该方法返回“迭代器对象”。

2、迭代器方法：使用了符号Symbol.iterator作为键的方法：[Symbol.iterator]()。这种方法供“可迭代对象”使用，是可迭代对象的标志。

3、迭代器对象（iterator）：具有next()方法的对象，且该方法返回“迭代结果对象”。

4、迭代器结果对象：具有value和done属性的对象，是“迭代器对象”返回的结果。

需要注意的是：

1、在ECMAScript的语境下，一些数据结构实现了正式的Iterable接口（可迭代协议），而且可以通过迭代器Iterator消费，这些结构则称为“可迭代对象”。

2、实现Iterable接口（可迭代协议）的数据结构要求同时具备两种能力：支持迭代的自我识别能力和创建实现Iterator接口对象的能力。这意味着必须暴露一个属性作为“默认迭代器”。

3、作为“默认迭代器”的属性必须使用特殊的Symbol.iterator作为键，形成一个工厂函数[Symbol.iterator]()，即“迭代器方法”，这个方法必须返回一个新的迭代器，即“迭代器对象”。

4、迭代器方法[Symbol.iterator]()，其中的[...]语法被称为“计算属性名”，这在对象术语定义中是指，指定一个表达式并用这个表达式的结果作为属性的名称，Symbol.iterator是ES6预定义的特殊Symbol类型值之一。

5、可以把可迭代对象理解成数组或集合这样的集合类型的对象，它们包含的元素都是有限的，而且都具有无歧义的遍历顺序。

6、可迭代对象不一定是数组、字符串、set对象和Map对象，也可以是其他自定义的、具有类似上述对象的行为的其他数据结构。

7、迭代器对象（iterator）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（iterable）。

二、迭代的基本原理

在上面的例子中，数组iterable就属于可迭代对象，对于for/of循环来说，数组iterable和其他可迭代对象有内置的、专用的迭代器方法，也就是[Symbol.iterator]() 。

根据EMCAScript规范，Symbol.iterator这个符号作为可迭代对象的一个属性，表示“一个方法，该方法返回对象默认的迭代器，由for/of语句使用”。

换句话说，正是因为数组iterable和其他可迭代对象有这个专用的迭代器方法[Symbol.iterator]() ，这些对象才能被for/of语句进行迭代。

进一步说，要实现数组iterable的迭代，也可以显式地调用[Symbol.iterator]() 这个方法：

let iterable = [99,88,77];
let iterator = iterable[Symbol.iterator]();
while(true){
    let result = iterator.next();
    console.log(result.value);//99 88 77 undefined
    console.log(result.done);//false false false true
    if(result.done) break;
}

在这个例子中，数组iterable显式地调用了[Symbol.iterator]()方法，返回了一个迭代器对象iterator，并在while循环中反复调用iterator的next()方法。由迭代器对象iterator的next()方法，生成了迭代器结果对象result，然后利用result的两个内置的属性done和value，对数组iterable的元素进行了输出。

迭代器结果对象result的两个属性done和value，在迭代结束之前，done会返回布尔值fase，value会返回当前值（比如99）；在迭代结束之后，done会返回布尔值true ,value会返回undefined。

而对于其他自定义的对象来说，只要添加了[Symbol.iterator]()方法，并且通过这个方法可以生成迭代器对象（具有next()方法的对象），那么这个对象就会成为可迭代对象，就可以被for/of等语句进行迭代操作。

对于上述迭代的基本原理，可以用以下示意图表示：

需要注意的是：

1、原生可迭代对象（包括数组、字符串、set对象和Map等对象）已经内置了[Symbol.iterator]()这个迭代器方法，而这些对象与其他自定义的、已实现可迭代协议（Iterable接口）的所有类型，都会自动兼容收接可迭代对象的任何语言特性。

2、符合“接收可迭代对象的原生语言特性”的操作包括：

• for-of循环
• 数组解构
• 扩展操作符（...）
• Array.from()
• 创建集合
• 创建映射
• Promise.all()接收由期约组成的可迭代对象
• Promise.race()接收由期约组成的可迭代对象
• yield*操作符，在生成器中使用

这些原生语言结构会在后台调用向其提供的可迭代对象的[Symbol.iterator]()这个工厂函数，从而创建一个迭代器。也就是说，在迭代过程中，显式调用[Symbol.iterator]()，并不是必需的，

3、例如在fo/of语句中，fo/of具有接收可迭代对象的原生语言特性，fo/of首先会在后台判断接收的对象是否为可迭代对象，判断的必要条件，就是看这个对象是否具有[Symbol.iterator]()方法，如果没有，就不是可迭代对象，就会报错。

换句话说，参与迭代的对象，哪怕是自定义的对象，只要有[Symbol.iterator]()方法，那么这个循环就可以进行下去。如下面的例子：

let iterable = [3, 5, 7];
for(let item of iterable){
    console.log(item);//3,5,7