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Generator

Generator 函數(shù)是 es6 中的新的異步編程解決方案，本節(jié)僅討論 Generator 函數(shù)本身，異步編程放在后面的部分。
Generator 函數(shù)之前也提到過，描述內(nèi)部封裝的多個(gè)狀態(tài)，類似一個(gè)狀態(tài)機(jī)，當(dāng)然也是很好的 iterator 生成器。Generator 函數(shù)的基本形式如下：

function* gen(){
  yield status1;
  yield status2;
  //...
}

不難看出，Generator 函數(shù)在 function 關(guān)鍵字和函數(shù)名之間加了一個(gè)星號"*", 內(nèi)部用 yield 返回每一個(gè)狀態(tài)。

當(dāng)然還有其他格式的定義：

//函數(shù)表達(dá)式
var gen = function*(){
  yield status1;
  //...
};

//對象方法
var obj = {
  *gen(){
    yield status1;
    //...
  }
};

Generator 函數(shù)調(diào)用時(shí)，寫法和普通函數(shù)一樣。但函數(shù)并不執(zhí)行執(zhí)行時(shí)，返回內(nèi)部自帶 iterator，之后調(diào)用該 iterator 的 next() 方法, 函數(shù)會開始執(zhí)行，函數(shù)每次執(zhí)行遇到 yield 關(guān)鍵字返回對應(yīng)狀態(tài)，并跳出函數(shù)，當(dāng)下一次再次調(diào)用 next() 的時(shí)候，函數(shù)會繼續(xù)從上一次 yield 跳出的下一跳語句繼續(xù)執(zhí)行。當(dāng)然 Generator 函數(shù)也可以用 return 返回狀態(tài)，不過此時(shí)，函數(shù)就真的運(yùn)行結(jié)束了，該遍歷器就不再工作了；如果函數(shù)內(nèi)部所以的 yield 都執(zhí)行完了，該遍歷器一樣不再工作了：

function* gen(){
  yield "hello";
  yield "world";
  return "ending";
}
var it = gen();
console.log(it.next());      //{value: "hello", done: false}
console.log(it.next());      //{value: "world", done: false}
console.log(it.next());      //{value: "ending", done: true}
console.log(it.next());      //{value: undefined, done: true}

注意:

return 返回的值，對應(yīng)的 done 屬性是 true。說明 return語句結(jié)束了遍歷，iterator 不再繼續(xù)遍歷，即便后面還有代碼和 yield。
Generator 函數(shù)可以沒有 yield 返回值，此時(shí)它依然返回一個(gè) iterator, 并且在 iterator 調(diào)用 next 方法時(shí)一次行執(zhí)行完函數(shù)內(nèi)全部代碼，返回{value: undefined, done: true}。如果有 return 語句，該返回值對應(yīng)的 value 屬性值為 return 表達(dá)式的值。
普通函數(shù)使用 yield 語句會報(bào)錯(cuò)
yield 可以用作函數(shù)參數(shù)，表達(dá)式參數(shù)：

function* gen(){
  console.log("hello" + (yield));    //yield 用作表達(dá)式參數(shù)必須加()
  let input = yield;
  foo(yield 'a', yield 'b');
}

Generator 函數(shù)的默認(rèn)遍歷器[Symbol.iterator]是函數(shù)自己：

function* gen(){}
var g = gen()
g[Symbol.iterator]() === g;    //true

next() 參數(shù)

yield 語句本身具有返回值，返回值是下一次調(diào)用 next 方法是傳入的值。next 方法接受一個(gè)參數(shù)，默認(rèn) undefined：

function* f(){
  for(let i = 0; true; i++){
    var reset = yield i;
    if(reset) i = -1;
  }
}
var g = f();
console.log(g.next().value)          //0
console.log(g.next().value)          //1
console.log(g.next().value)          //2
console.log(g.next(true).value)      //0

上面代碼第3行var reset = yield i等號右側(cè)是利用 yield 返回i, 由于賦值運(yùn)算時(shí)右結(jié)合的，返回 i 以后，函數(shù)暫停執(zhí)行，賦值工作沒有完成。之后再次調(diào)用 next 方法時(shí)，將這次傳入?yún)?shù)作為剛才這個(gè) yield 的返回值賦給了 reset, 因此計(jì)數(shù)器被重置。

function* foo(x){
  var y = 2 * (yield (x + 1));
  var z = yield (y / 3);
  return (x + y + z);
}
var g = foo(5);
console.log(g.next());          //{value: 6, done: false}
console.log(g.next(12));        //{value: 8, done: false}
console.log(g.next(13));        //{value: 42, done: true}

第一次調(diào)用 next 函數(shù)不需要參數(shù)，作為 Generator 啟動，如果帶了參數(shù)也會被忽略。當(dāng)然，如果一定想在第一次調(diào)用 next 時(shí)候就賦值，可以將 Generator 函數(shù)封裝一下：

//一種不完善的思路，通常不強(qiáng)求這樣做
function wrapper(gen){
  return function(){
    let genObj = gen(...arguments);
    genObj.next();       //提前先啟動一次，但如果此時(shí)帶有返回值，該值就丟了！
    return genObj;
  }
}
var gen = wrapper(function*(){
  console.log(`first input: "${yield}"`);
});
var it = gen();
it.next("Bye-Bye");       //first input: "Bye-Bye"

for...of

我們注意到，之前在 iterator 中，迭代器最后返回{value: undefined, done: true}，其中值為 undefined 和 done 為 true 是同時(shí)出現(xiàn)的，而遍歷結(jié)果不包含 done 為 true 時(shí)對應(yīng)的 value 值，所以 Generator 的 for...of 循環(huán)最好不要用 return 返回值，因?yàn)樵撝祵⒉粫槐闅v：

function* gen(){
  for(var i = 0; i < 5; i++){
    yield i;
  }
  return 5;
}
for(let v of gen()){
  console.log(v);       //依次輸出 0, 1, 2, 3, 4, 沒有 5
}

除了 for...of, Generator 還有很多簡單用法。下面利用 fibonacci 數(shù)列，演示幾種不同的 Generator 用法:

展開運(yùn)算符

function* fib(n = Infinity){
  var a = 1, b = 1;
  while(n){
    yield a;
    [a, b] = [b, a + b];
    n--;
  }
}
console.log([...fib(10)]); //1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]

解構(gòu)賦值

function* fib(n = Infinity){
  var a = 1, b = 1;
  while(n){
    yield a;
    [a, b] = [b, a + b];
    n--;
  }
}
var [a, b, c, d, e, f] = fib();  //a=1, b=1, c=2, d=3, e=5, f=8

構(gòu)造函數(shù)參數(shù)

function* fib(n = Infinity){
  var a = 1, b = 1;
  while(n){
    yield a;
    [a, b] = [b, a + b];
    n--;
  }
}
var set = new Set(fib(n));
console.log(set);  //Set(9) [1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]

Array.from方法

function* fib(n = Infinity){
  var a = 1, b = 1;
  var n = 10;
  while(n){
    yield a;
    [a, b] = [b, a + b];
    n--;
  }
}
var arr = Array.from(fib(10));
console.log(arr);    //[1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]

遍歷對象

function* entries(obj){
  for(let key of Object.keys(obj)){
    yield [key, obj[key]];
  }
}
var obj = {
  red: "#ff0000",
  green: "#00ff00",
  blue: "#0000ff"
};
for(let [key, value] of entries(obj)){
  console.log(`${key}: ${value}`);        //依次輸出 "red: #ff0000", "green: #00ff00", "blue: #0000ff"
}

throw() 方法和 return() 方法

Generator 返回的遍歷器對象具throw() 方法, 一般的遍歷器用不到這個(gè)方法。該方法接受一個(gè)參數(shù)作為拋出的錯(cuò)誤，該錯(cuò)誤可以在 Generator 內(nèi)部捕獲：

function* gen(){
  while(1){
    try{
      yield "OK";
    } catch(e) {
      if(e === 'a') console.log(`內(nèi)部捕獲: ${e}`);    //內(nèi)部捕獲: a
      else throw e;
    }
  }
}
var it = gen();
it.next();              //如果沒有這一行啟動生成器，結(jié)果僅輸出：外部捕獲: a
try{
  it.throw('a');
  it.throw('b');
  it.next();            //上一行錯(cuò)誤為外部捕獲，try 中的代碼不在繼續(xù)執(zhí)行，故這一行不執(zhí)行
} catch(e) {
  console.log(`外部捕獲: ${e}`)    //外部捕獲: b
}

throw參數(shù)在傳遞過程中和 next 參數(shù)類似，需要先調(diào)用一次 next 方法啟動生成器，之后拋出的錯(cuò)誤會在前一個(gè) yield 的位置被捕獲:

function* gen(){
  yield "OK";             //錯(cuò)誤被拋到這里，不在內(nèi)部 try 語句內(nèi)無法捕獲
  while(1){
    try{
      yield "OK";
    } catch(e) {
      console.log(`內(nèi)部捕獲: ${e}`);
    }
  }
}
var it = gen();
it.next();
try{
  it.throw('a');
} catch(e) {
  console.log(`外部捕獲: ${e}`)    //外部捕獲: a
}

注意: 不要混用 throw() 方法和 throw 語句，后者無法將錯(cuò)誤拋到生成器內(nèi)部。其次，throw 會終止遍歷器，不能繼續(xù)工作，而 throw 不會終止遍歷器：

function* gen(){
  yield console.log("hello");
  yield console.log("world");
}

//throw 語句
var it1 = gen();
it1.next();           //hello
try{
  throw new Error();
} catch(e) {
  it1.next()         //world
}

//throw() 方法
var it2 = gen();
it2.next();           //hello
try{
  it2.throw();
} catch(e) {
  it2.next()         //遍歷器被關(guān)閉無法執(zhí)行, 靜默失敗
}

如果在遍歷器內(nèi)部拋出錯(cuò)誤，遍歷器中止，繼續(xù)調(diào)用 next() 方法將得到{value: undefined, done: true}:

function* gen(){
  var x = yield "ok";
  var y = yield x.toUpperCase();
  var z = yield (x + y + z);
}

//throw 語句
var it = gen();
it.next();           //"ok"
try{
  it.next();
} catch(e) {
  console.log("Error Caught");   //Error Caught
} finally {
  it.next();         //{value: undefined, done: true}
}

return() 方法返回指定的值，并終止迭代器:

var it = (function* gen(){
  yield 1;
  yield 2;
  yield 3;
}());
console.log(it.next());           //{value: 1, done: false}
console.log(it.next());           //{value: 2, done: false}
console.log(it.return("end"));    //{value: "end", done: true}
console.log(it.next());           //{value: undefined, done: true}

如果不給 return() 方法提供參數(shù)，默認(rèn)是 undefined
如果 Generator 中有 try...finally 語句，return 會在 finally 執(zhí)行完再執(zhí)行：

function* numbers(){
  yield 1;
  try{
    yield 2;
    yield 3;
  } finally {
    yield 4;
    yield 5;
  }
  yield 6;
}
var g = numbers();
console.log(g.next().value);          //1
console.log(g.next().value);          //2
console.log(g.return("end").value);   //延遲到 finally 之后輸出 -----
console.log(g.next().value);          //4                         |
console.log(g.next().value);          //5                         |
                                      //"end" <-------------------
console.log(g.next().value);          //undefined

yield* 語句

在一個(gè) Generator 中調(diào)用另一個(gè) Generator 函數(shù)默認(rèn)是沒有效果的:

function* gen(){
  yield 3;
  yield 2;
}
function* fun(){
  yield gen();
  yield 1;
}
var it = fun();
console.log(it.next().value);    //gen 函數(shù)返回的遍歷器
console.log(it.next().value);    //1
console.log(it.next().value);    //undefined

顯然第一次返回的結(jié)果不是我們想要的。需要使用 yield* 解決這個(gè)問題。yield* 將一個(gè)可遍歷結(jié)構(gòu)解構(gòu)，并逐一返回其中的數(shù)據(jù)。

function* gen(){
  yield 3;
  yield 2;
}
function* fun(){
  yield* gen();
  yield 1;
}
var it = fun();
console.log(it.next().value);    //3
console.log(it.next().value);    //2
console.log(it.next().value);    //1

function* fun(){
  yield* [4,3,2];
  yield 1;
}
var it = fun();
console.log(it.next().value);    //4
console.log(it.next().value);    //3
console.log(it.next().value);    //2
console.log(it.next().value);    //1

被代理的 Generator 可以用return向代理它的 Generator 返回值：

function* gen(){
  yield "Bye";
  yield* "Hi"
  return 2;
}
function* fun(){
  if((yield* gen()) === 2) yield* "ok";
  else yield "ok";
}
var it = fun();
console.log(it.next().value);    //Bye
console.log(it.next().value);    //H
console.log(it.next().value);    //i
console.log(it.next().value);    //o
console.log(it.next().value);    //k
console.log(it.next().value);    //undefined

舉例：

數(shù)組扁平化

//方法1：
var arr = [1,2,[2,[3,4],2],[3,4,[3,[6]]]];
function plat(arr){
  var temp = [];
  for(let v of arr){
    if(Array.isArray(v)){
      plat(v);
    } else {
      temp.push(v);
    }
  }
  return temp;
}
console.log(plat(arr));              //[1, 2, 2, 3, 4, 2, 3, 4, 3, 6]

//方法2：
function* plat2(arr){
  for(let v of arr){
    if(Array.isArray(v)){
      yield* plat2(v);
    } else {
      yield v;
    }
  }
}
var temp = [];
for(let x of plat2(arr)){
  temp.push(x);
}
console.log(temp);                    //[1, 2, 2, 3, 4, 2, 3, 4, 3, 6]

遍歷二叉樹

//節(jié)點(diǎn)
function Node(value, left, right){
  this.value = value;
  this.left = left;
  this.right = right;
}

//二叉樹
function Tree(arr){
  if(arr.length === 1){
    return new Node(arr[0], null, null);
  } else {
    return new Node(arr[1], Tree(arr[0]), Tree(arr[2]));
  }
}
var tree = Tree([[[1], 4, [5]], 2, [[[0], 6, [9]], 8, [7]]]);

//前序遍歷
function* preorder(tree){
  if(tree){
    yield tree.value;
    yield* preorder(tree.left);
    yield* preorder(tree.right);
  }
}
//中序遍歷
function* inorder(tree){
  if(tree){
    yield* inorder(tree.left);
    yield tree.value;
    yield* inorder(tree.right);
  }
}
//后序遍歷
function* postorder(tree){
  if(tree){
    yield* postorder(tree.left);
    yield* postorder(tree.right);
    yield tree.value;
  }
}

var _pre = [], _in = [], _post = [];
for(let v of preorder(tree)){
  _pre.push(v);
}
for(let v of inorder(tree)){
  _in.push(v);
}
for(let v of postorder(tree)){
  _post.push(v);
}
console.log(_pre);     //[2, 4, 1, 5, 8, 6, 0, 9, 7]
console.log(_in);      //[1, 4, 5, 2, 0, 6, 9, 8, 7]
console.log(_post);    //[1, 5, 4, 0, 9, 6, 7, 8, 2]

Generator 實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī):

//傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法
var clock1 = function(){
  var ticking = false;
  return {
    next: function(){
      ticking = !ticking;
      if(ticking){
        return "Tick";
      }else{
        return "Tock";
      }
    }
  }
};
var ck1 = clock1();
console.log(ck1.next());      //Tick
console.log(ck1.next());      //Tock
console.log(ck1.next());      //Tick

//Generator 方法
var clock2 = function*(){
  while(1){
    yield "Tick";
    yield "Tock";
  }
};
var ck2 = clock2();
console.log(ck2.next().value);      //Tick
console.log(ck2.next().value);      //Tock
console.log(ck2.next().value);      //Tick

Generator 函數(shù)中的 this

在ES6中, 規(guī)定了所有 iterator 是 Generator 函數(shù)的實(shí)例：

function* gen(){}
var it = gen();
it instanceof gen;                                  //true
console.log(gen.__proto__);                         //GeneratorFunction
console.log(gen.__proto__.__proto__);               //Function
console.log(gen.constructor);                       //GeneratorFunction
console.log(gen.__proto__.constructor);             //GeneratorFunction
gen.prototype.sayHello = function(){
  console.log("hello");
}
it.sayHello();     //"hello"

但是 Generator 函數(shù)中的 this 并不指向生成的 iterator：

function* gen(){
  this.num = 11;
  console.log(this);
}
var it = gen();
console.log(it.num);     //undefined
it.next();               //Window

var obj = {
  * fun(){
    console.log(this);
  }
}
var o_it = obj.fun();
o_it.next();              //obj

由上面這個(gè)例子不難看出，Generator 函數(shù)中的 this 和普通函數(shù)是一樣的。不過，可不可以把 Generator 函數(shù)作為構(gòu)造函數(shù)呢？顯然是不行的:

function* gen(){
  this.num = 11;
}
gen.prototype.say = function(){console.log("hello")}
var a = new gen();    //TypeError: gen is not a constructor

Generator 函數(shù)推導(dǎo)

ES7 在數(shù)組推導(dǎo)的基礎(chǔ)上提出了 Generator 函數(shù)推導(dǎo)，可惜這個(gè)功能目前還不能使用：

let gen = function*(){
  for(let i = 0; i < 6; i++){
    yield i;
  }
};
let arr = [for(let n of gen()) n * n];
//相當(dāng)于：
let arr = Array.from(gen()).map(n => n * n);
console.log(arr); [0,1,4,9,16,25]

Generator 數(shù)組推導(dǎo)，利用惰性求值優(yōu)化系統(tǒng)資源利用：

var bigArr = new Array(10000);
for(let i = 0; i < 10000; i++){
  bigArr.push(i);
}
//....其他代碼
//使用 bigArr 之前很久就分配了內(nèi)存
console.log(bigArr[100]);

var gen = function*(){
  for(let i = 0; i < 10000; i++){
    yield i;
  }
};
//....其他代碼
//使用 bigArr 時(shí)才分配內(nèi)存
var bigArr = [for(let n of gen()) n];
console.log(bigArr[100]);

應(yīng)用舉例

優(yōu)化回調(diào)函數(shù)

//偽代碼
function* main(){
  var result = yield request("http://url.com");
  var res = JSON.parse(result);
  console.log(res.value);
}
function request(url){
  var xhr = new XMLHttpRequest();
  xhr.open("GET", url);
  xhr.onreadystatechange = function(){
    if(xhr.readyState == 4 && xhr.status == 200){
      it.next(xhr.response);
    }
  }
  xhr.send();
}
var it = main();
it.next();

另一個(gè)例子：

//偽代碼
//遇到多重回調(diào)函數(shù)，傳統(tǒng)寫法：
step1(function(value1){
  step2(value1, function(value2){
    step3(value2, function(value3){
      step4(value3, function(value4){
        //do something
      });
    });
  });
});
//利用 Generator 寫：
function* gen(){
  try{
    var value1 = yield step1();
    var value2 = yield step2(value1);
    var value3 = yield step3(value2);
    var value4 = yield step4(value3);
  } catch(e) {
    //Handle the error form step1 to step4
  }
}

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Generator 函數(shù)

Generator 函數(shù)

Generator

next() 參數(shù)

for...of

throw() 方法和 return() 方法

yield* 語句

Generator 函數(shù)中的 this

Generator 函數(shù)推導(dǎo)

應(yīng)用舉例

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Generator 函數(shù)

Generator

next() 參數(shù)

for...of

throw() 方法和 return() 方法

yield* 語句

Generator 函數(shù)中的 this

Generator 函數(shù)推導(dǎo)

應(yīng)用舉例

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