异步编程（二）：迭代器与生成器

Date: July 16, 2025

迭代器与生成器

迭代器

迭代器协议和原理

针对 Array,Object,Map,Set 等表示集合的数据解构，需要有统一的接口机制，应对不同数据解构的遍历迭代需求。

迭代器是一种行为规范接口，主要供 for…of,解构赋值等语法消费。

任何数据结构只要具备 Iterator 接口，就可以完成遍历操作。一个对象如果想成为“可迭代的”（Iterable），它就必须实现迭代器协议。

ES6 规定，默认的 Iterator 接口部署在数据结构的Symbol.iterator属性。
该 Symbol.iterator 方法被调用时，返回一个迭代器。
迭代器对象必须有一个 next() 方法。
next() 方法每次调用时，返回一个包含 value 和 done 属性的对象：
- value：序列中的当前值
- done：布尔值，表示遍历是否完成

// 迭代器的模拟实现
var it = makeIterator(['a', 'b']);
it.next(); // { value: "a", done: false }
it.next(); // { value: "b", done: false }
it.next(); // { value: undefined, done: true }
function makeIterator(array) {
  var nextIndex = 0;
  return {
    next: function () {
      return nextIndex < array.length
        ? { value: array[nextIndex++], done: false }
        : { value: undefined, done: true };
    },
  };
}

迭代器支撑应用

迭代器支撑的消费应用：

for…of
Array.from
Map(), Set(),WeakMap(),WeakSet() 以数组为参数
Promise.all, Promise.race, Promise.allSettled, Promise.any

原生具备 Iterator 接口的数据结构：

Array
Map
Set
String
TypedArray
函数的 arguments 对象,NodeList 对象这种类数组对象

const arr = [1, 3, 5, 7, 9];
const _arr2 = [...arr]; // 利用迭代器展开

const iterator = arr[Symbol.iterator]();
const arr2 = [];
let v = iterator.next();
console.log(v);
while (!v.done) {
  arr2.push(v.value);
  v = iterator.next();
}
console.log(arr2);

计算生成的迭代器：

entries()
values()
keys()

Set 原生具备 Iterator 接口，可以被 for…of 遍历,也可以被 Array.from 转换为数组 set.entries() 返回一个迭代器，每个元素是一个[element,element]数组 set.values() 返回一个迭代器，每个元素是一个 element set.keys() 返回一个迭代器，每个元素是一个 element

Map 原生具备 Iterator 接口，可以被 for…of 遍历,每个元素是一个[key,value]数组 map.entries() 返回一个迭代器，每个元素是一个[key,value]数组 map.values() 返回一个迭代器，每个元素是一个 value map.keys() 返回一个迭代器，每个元素是一个 key

生成器

基本概念

Generator 函数是 ES6 提供的一种异步编程解决方案, Generator 函数是一个状态机, 还是一个遍历器对象生成函数，返回的遍历器可以遍历内部的状态。

语法上，通过 function* 语法定义（注意函数名后的星号），并在函数体内部使用 yield 关键字来暂停执行并返回一个值。

生成器函数被调用时，返回一个指向内部状态的遍历器对象。
Generator 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。
Generator 内部的执行顺序
1. 遇到 yield 表达式，就暂停执行后面的操作，并将紧跟在 yield 后面的那个表达式的值，作为返回的对象的 value 属性值。
2. 下一次调用 next 方法时，再继续往下执行，直到遇到下一个 yield 表达式。
3. 如果没有再遇到新的 yield 表达式，就一直运行到函数结束，直到 return 语句为止，并将 return 语句后面的表达式的值，作为返回的对象的 value 属性值。
4. 如果该函数没有 return 语句，则返回的对象的 value 属性值为 undefined。

function* oneDigitPrimes() {
  yield 2;
  yield 3;
  return 'ok';
}
const primes = oneDigitPrimes();
console.log(primes); // generator object, 也是迭代器对象

console.log(primes.next()); // {  value: 2, done: false }
console.log(primes.next()); // {  value: 3, done: false }
console.log(primes.next()); // {  value: 'ok', done: false }
console.log(primes.next()); // {  value: undefined, done: false }
console.log(primes.next()); // {  value: undefined, done: false }

应用场景

a. 处理异步操作，改写回调函数 可以把异步回调操作放在yield表达式后面，从而实现异步操作的同步表达。

let it = main();
function* main() {
  var result = yield request('http://some.url');
  var resp = JSON.parse(result);
  console.log(resp.value);
}
function request(url) {
  makeAjaxCall(url, function (response) {
    it.next(response); // 在这里去调next
  });
}
it.next();

b. 控制流管理

Promise.resolve(step1)
  .then(step2)
  .then(step3)
  .then(step4)
  .then(
    function (value4) {
      // Do something with value4
    },
    function (error) {
      // Handle any error from step1 through step4
    }
  )
  .done();

function* main(value) {
  try {
    let result = yield step1(value);
    let result2 = yield step2(result);
    let result3 = yield step3(result2);
    let result4 = yield step4(result3);
    console.log(result4);
  } catch (error) {
    console.log(error);
  }
}

c. 部署 Iterator 接口(让任意对象可迭代)

function* makeObjectIterable(obj) {
  for (let key in obj) {
    yield [key, obj[key]]; // [key, value]
  }
}

带参数的 next 方法

这个规则有点变态。 yield 表达式本身没有返回值，或者说总是返回 undefined。 next 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}   // yield 6; y = 2 * undefined = NaN
a.next(); // Object{value:NaN, done:false} // NaN / 3 = NaN, yield NaN, z = undefined
a.next(); // Object{value:NaN, done:true} // return 5 + NaN + undefined = NaN
var b = foo(5);
b.next(); // { value:6, done:false }  // yield 6
b.next(12); // { value:8, done:false } // y = 2 * 12(把12当作上一个yield的返回值) = 24, yield 24 / 3 = 8
b.next(13); // { value:42, done:true } // z = 13(把13当作上一个yield的返回值) , return 5 + 24 + 13 = 42

yield 表达式, 在生成器内调用另一个生成器

// 用生成器实现数组去重
function* flat(arr) {
  for (let item of arr) {
    if (Array.isArray(item)) {
      yield* flat(item);
    } else {
      yield item;
    }
  }
}

const arr = [1, [[2, 3], 4], [5, 6]];
const iterator = flat(arr);
const flatten = [...iterator];
console.log(flatten);

小结

Generator 和 Iterator 的关系

Generator 是 Iterator 的一种便捷实现方式。
Iterator 是一种抽象协议：定义了遍历的规则（有 next() 方法，返回 { value, done }）。
Generator 是具体的工具/语法糖：提供简洁优雅的方式来编写遵循迭代器协议的代码，同时，因为其状态机特性，可以实现复杂的控制流。

Loop