27.【TypeScript 教程】迭代器(Iterator)

TypeScript 迭代器(Iterator)

如果要从一个数据集中获取一个数据项，可以对这个数据集进行迭代。

JavaScript 提供了许多迭代集合的方法，从简单的?for?循环到?map()?和?filter()。本节要介绍的迭代器也是一种方案，并且迭代器将迭代的概念直接带入核心语言，同时提供了一种机制来自定义?for...of?循环的行为。

1. 解释

迭代器是一种特殊对象，它符合迭代器协议规范。在 TypeScript 中，我们可以定义一个接口，这个接口上有一个函数类型?next?，next()?方法的返回值类型是?{ value: any, done: boolean }。其中，value?是 any 类型，表示下一个将要返回的值；done?是布尔类型，当没有更多可返回数据时返回 true。迭代器还会保存一个内部指针，用来指向当前集合中值的位置。

迭代器一旦创建，迭代器对象就可以通过重复调用?next()?显式地迭代。

2. 模拟一个简略的迭代器

实例演示

interface IteratorInterface {
  next: () => {
    value: any
    done: boolean
  }
}

function createIterator(array: any[]): IteratorInterface {
  let index = 0
  let len = array.length

  return {
    next: function () {
      return index < len ? { value: array[index++], done: false } : { value: undefined, done: true }
    }
  }
}

var iterator = createIterator([1, 2, 3])

console.log(iterator.next()) // { value: 1, done: false }
console.log(iterator.next()) // { value: 2, done: false }
console.log(iterator.next()) // { value: 3, done: false }
console.log(iterator.next()) // { value: undefined, done: true }

代码解释：

第 1 行，声明了一个 Iterator 接口，具有 next 这样一个函数类型。

第 8 行，声明了一个可以返回迭代器对象的函数，这个函数的返回值类型必须符合 Iterator 接口。

倒数第 4 行，通过调用迭代器对象上的 next() 方法，可以拿到数据集中的下一个数据项。

最后一行，拿到数据集中的所有数据后，done 属性变为 true。

3. 可迭代性

上面的例子，用模拟的迭代器地迭代了一个数组对象，那是不是所有的对象都可以这样迭代呢？当然不是。

只有一个对象实现了?Symbol.iterator?属性时，我们才认为它是可迭代的。一些内置的类型如?Array，Map，Set，String，Int32Array，Uint32Array?等都已经实现了各自的?Symbol.iterator。

Symbol.iterator?属性本身是一个函数，就是当前数据结构默认的迭代器生成函数。执行这个函数，就会返回一个迭代器。

比如，String?是一个内置的可迭代对象：

let str: string = 'Hi'
console.log(typeof str[Symbol.iterator]) // function

String?的默认迭代器会依次返回该字符串的字符：

实例演示

let str: string = 'Hi'
let iterator: IterableIterator<string> = str[Symbol.iterator]()
 
console.log(iterator.next())      // { value: 'H', done: false }
console.log(iterator.next())      // { value: 'i', done: false }
console.log(iterator.next())      // { value: undefined, done: true }

代码解释：

第 1 行，声明一个字符串类型变量，字符串类型内置了默认迭代器生成函数?Symbol.iterator。

第 2 行，执行这个函数，返回了一个迭代器。

总结一下迭代器的作用：

• 为各种数据结构（Array，Map，Set，String等），提供一个统一的、简便的访问接口。
• 使得数据结构的成员能够按某种次序排列。
• 创造了一种新的遍历命令?for..of?循环。

4. for…of

for...of?会遍历可迭代的对象(包括 Array，Map，Set，String，TypedArray，arguments 对象等等)，调用对象上的?Symbol.iterator?方法。

4.1 迭代数组

实例演示

let iterable = [10, 20, 30]

for (const value of iterable) {
  console.log(value)
}
// 10
// 20
// 30

解释：?通过?for...of?循环遍历数组?iterable?的每一项元素。

实例演示

const heroes = [
  {
    name: '艾希',
    gender: 2
  },
  {
    name: '泰达米尔',
    gender: 1
  }
]

for (let { name } of heroes) {
  console.log(name)
}

解释：?通过?let { name } of heroes?循环迭代?heroes?对象数组，将每一个对象解构，得到每一个对象的?name?属性值。

4.2 迭代字符串

实例演示

let iterable = 'mybj'

for (const s of iterable) {
  console.log(s)
}
// m
// y
// b
// j

字符串具有可迭代性，通过?for...of?可以快速遍历出每一个字符。

4.3 迭代 Map：

实例演示

let iterable = new Map()

iterable.set('a', 1)
iterable.set('b', 2)
iterable.set('c', 3)

for (let entry of iterable) {
  console.log(entry)
}
// ['a', 1]
// ['b', 2]
// ['c', 3]

for (let [key, value] of iterable) {
  console.log(value)
}
// 1
// 2
// 3

解释：?一个 Map 对象在迭代时会根据对象中元素的插入顺序来进行。for...of?循环在每次迭代后会返回一个形式为?[key，value]?的数组。通过使用?let [key, value]?这种解构形式，可以快速获取每一项属性值。

5. for…of 与 for…in 的区别

• for...of?语句遍历可迭代对象定义要迭代的数据。
• for...in?语句以任意顺序迭代对象的可枚举属性。

实例演示

let iterable: number[] = [3, 5, 7]

for (let i in iterable) {
  if (iterable.hasOwnProperty(i)) {
    console.log(i)
  }
}
// 0
// 1
// 2

for (let i of iterable) {
  console.log(i)
}
// 3
// 5
// 7

for...in?可以操作任何对象，迭代对象的可枚举属性。但是?for...of?只关注于可迭代对象的值。

6. 解构赋值与扩展运算符

对数组和 Set 结构进行解构赋值时，会默认调用 Symbol.iterator 方法：

let [head, ...tail] = [1, 2, 3, 4]
// tail = [2, 3, 4]

扩展运算符也会调用默认的 Iterator 接口，得到一个数组结构:

let arr = [...'']
console.log(arr) //  ['m','y','b','j']

7. 小结

本小节介绍了迭代器的一些具体使用，要注意?for...of?与?for...in?的区别。

另外，可以借助编辑器（如?vscode）查看一下 TypeScript 迭代器接口定义的源码：

interface IteratorYieldResult<TYield> {
  done?: false
  value: TYield
}

interface IteratorReturnResult<TReturn> {
  done: true
  value: TReturn
}

type IteratorResult<T, TReturn = any> = IteratorYieldResult<T> | IteratorReturnResult<TReturn>

interface Iterator<T, TReturn = any, TNext = undefined> {
  // NOTE: 'next' is defined using a tuple to ensure we report the correct assignability errors in all places.
  next(...args: [] | [TNext]): IteratorResult<T, TReturn>
  return?(value?: TReturn): IteratorResult<T, TReturn>
  throw?(e?: any): IteratorResult<T, TReturn>
}

interface IterableIterator<T> extends Iterator<T> {
    [Symbol.iterator](): IterableIterator<T>;
}