JavaScript类数组和可迭代对象的实现原理详解

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可迭代对象（Iterable object）

数组是一个特殊的对象，它和普通对象的区别不仅仅在于元素的顺序访问、存储。另外一个重要的区别是：数组是可迭代的，也就是可以使用for ... of语句访问（迭代）所有的元素。

我们可以简单的做一个小实验：

let arr = [1,2,3,4,5]for(let val of arr){
    console.log(val)}

代码执行结果：

以上代码就简单的使用了数组的迭代特性，我们在访问数组元素的时候，不必使用元素的下标。

如果我们对一个普通对象使用for ... of语句会发生什么呢？

let obj = {
    name:'xiaoming',
    age:12,}for(let para of obj){ //代码会报错
    console.log(para)}

执行效果如下：

这就证明普通的对象和数组之间还有一个可迭代的差距，我们称具备迭代功能的对象为可迭代对象。

Symbol.iterator

如果我们希望一个对象可以迭代，必须为对象添加一个名为Symbol.iterator的方法（一个专门使对象可迭代的内建Symbol）。

方法作用包括：

1. 当使用for ... of循环迭代对象时，就会调用Symbol.iterator方法，这个方法必须返回一个迭代器（一个有next()方法的对象）。
2. 得到迭代器后，for ... of会不断的调用迭代器的next()方法获得下一个元素。
3. next()方法返回的内容必须符合格式：{done:Boolean,value:any}，当done:true时，循环结束，否则value就是下一个值。

迭代器：

迭代器是借鉴C++等语言的概念，迭代器的原理就像指针一样，它指向数据集合中的某个元素，你可以获取它指向的元素，也可以移动它以获取其它元素。迭代器类似于数组中下标的拓展，各种数据结构，如链表（List）、集合（Set）、映射（Map）都有与之对应的迭代器。

JS中的迭代器是专门为了遍历这一操作设计的。每次获取到的迭代器总是初始指向第一个元素，并且迭代器只有next()一种行为，直到获取到数据集的最后一个元素。我们无法灵活移动迭代器的位置，所以，迭代器的任务，是按某种次序遍历数据集中的元素。

实现一个可迭代对象：

let obj = {
    from:1,
    to:5,}obj[Symbol.iterator] = function(){
    //返回一个迭代器
    return {
        current:this.from,
        last:this.to,
        next(){
            if(this.current<this.last){
                return {done:false,value:this.current++}
            }else{
                return {done:true}//迭代结束
            }
        }
    }}for(let para of obj){
    console.log(para)}

代码执行效果：

注意，以上对象虽然可以进行迭代了，但是，迭代使用使用的材料并非对象，而是Symbol.iterator返回的迭代器（也是一个对象）。

把对象本身构造成迭代器

以上代码构造了一个内建函数Symbol.iterator()，这个函数返回了一个迭代器对象。我们还可以采用另外一种实现迭代器的方式：把对象本身做成迭代器：

let obj = {
    from:1,
    to:5,
    [Symbol.iterator](){
        this.current = this.from;
        return this;//返回对象本身
    },
    next(){//给对象添加一个next方法
        if(this.current<this.to){
            return {done:false,value:this.current++}
        }else{
            return {done:true}
        }
    }}for(let para of obj){
    console.log(para)}

代码执行效果和上面的图片展示相同。

这么做虽然代码更加简洁了，但是由于并没有新的可迭代对象产生，我们就没有办法同时执行两个for ... of循环迭代同一个对象了，但是两个并行的迭代在同一个对象上是非常罕见的。

我们可以总结可迭代对象的概念：

所谓可迭代对象，就是比普通对象多了一个名为Symbol.iterator方法的普通对象，这个方法返回一个迭代器。

或者，一个具备Symbol.iterator同时具备next方法的对象也是一个可迭代的对象。

String也是可迭代的

数组和字符串都是可以迭代的，我们可以很方便的使用for...of语句迭代数组中的字符元素：

let str = '123'for(let c of str){
    console.log(c)}

这对于代理对（UTF-16扩展字符）同样是有效的：

let str = '...'for(let c of str){
    console.log(c)}

执行效果如下：

String的迭代器

并非只有for...of语句能够使用迭代器，我们还可以显式的调用迭代器：

let str = '12345'let itr = str[Symbol.iterator]()while(true){
    let result = itr.next()
    if(result.done)break;
    console.log(result.value)}

代码执行效果：

以上代码执行了遍历字符串字符的操作，是不是觉得可迭代对象就没有这么神秘了！

类数组对象和可迭代对象

类数组和可迭代在遍历功能上非常相似，都可以方便的方式内部元素，但是二者仍然有明显的区别：

1. iterable可迭代对象：实现了Symbol.iterator的对象；
2. array-like类数组对象：具有数字索引，并且有length属性；

字符串就是一个即使类数组又是可迭代的对象。

可迭代和类数组对象通常都不是数组，如果我们想把一个可迭代或者类数组对象转为数组，需要使用Array.from方法。

Array.from

使用Array.from将字符串转为数组：

let str = '123'let arr = Array.from(str)console.log(arr)

代码执行效果如下：

把自定义的类数组对象转为数组：

let obj = {
    0:'0',
    1:'1',
    2:'2',
    length:3}let arr = Array.from(obj)console.log(arr)

代码执行结果：

Array.from的完整语法：

Array.from(obj[, mapFunc, thisArg])

mapFunc方法会在生成数组之前对每个可迭代或类数组元素调用，如果mapFunc是一个成员方法，可以使用thisArg提供this指针。

举个例子：

let str = '12345'let arr = Array.from(str,itm=>+itm)console.log(arr)

代码执行结果：

这里通过映射函数，将本应该生成字符数组转为数字数组。

总结

1. 可以使用for...of语法的对象被称为可迭代对象
2. 可迭代对象是在普通对象的基础上实现了Symbol.iterator方法的对象
3. Symbol.iterator方法返回了一个迭代器；
4. 迭代器包含一个next方法，该方法返回下一个元素的值；
5. next方法返回值需要满足格式{done:Boolean,value:nextVal}，当done:true时，迭代结束

6. Array.from可以把类数组和可迭代对象转为数组；

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