玩转 ES6 循环,探索可迭代对象的魅力
// 每日前端夜话 第387篇
// 正文共:1700 字
// 预计阅读时间:10 分钟
本文将研究 ES6 的 for ... of
循环。
旧方法
在过去,有两种方法可以遍历 javascript。
首先是经典的 for i
循环,它使你可以遍历数组或可索引的且有 length
属性的任何对象。
for(i=0;i<things.length;i++) {
var thing = things[i]
/* ... */
}
其次是 for ... in
循环,用于循环一个对象的键/值对。
for(key in things) {
if(!thing.hasOwnProperty(key)) { continue; }
var thing = things[key]
/* ... */
}
for ... in
循环通常被视作旁白,因为它循环了对象的每一个可枚举属性[1]。这包括原型链中父对象的属性,以及被分配为方法的所以属性。换句话说,它遍历了一些人们可能想不到的东西。使用 for ... in
通常意味着循环块中有很多保护子句,以避免出现不需要的属性。
早期的 javascript 通过库解决了这个问题。许多 JavaScript 库(例如:Prototype.js,jQuery,lodash 等)都有类似 each
或 foreach
这样的工具方法或函数,可让你无需 for i
或 for ... in
循环去遍历对象和数组。
for ... of
循环是 ES6 试图不用第三方库去解决其中一些问题的方式。
for … of
for ... of
循环
for(const thing of things) {
/* ... */
}
它将遍历一个可迭代(iterable) 对象。
可迭代对象是定义了 @@ iterator 方法的对象,而且 @@iterator 方法返回一个实现了迭代器协议的对象,或者该方法是生成器函数。
在这句话中你需要理解很多东西:
- 可迭代的对象
-
@@iterator方法(
@@
是什么意思?) - 迭代器协议(这里的协议是什么意思?)
- 等等,迭代(iterable)和迭代器(iterator)不是一回事?
- 另外,生成器函数又是什么鬼?
下面逐个解决这些疑问。
内置 Iterable
首先,javascript 对象中的一些内置对象天然的可以迭代,比如最容易想到的就是数组对象。可以像下面的代码中一样在 for ... of
循环中使用数组:
const foo = [
'apples','oranges','pears'
]
for(const thing of foo) {
console.log(thing)
}
输出结果是数组中的所有元素。
apples
oranges
pears
还有数组的 entries
方法,它返回一个可迭代对象。这个可迭代对象在每次循环中返回键和值。例如下面的代码:
const foo = [
'apples','oranges','pears'
]
for(const thing of foo.entries()) {
console.log(thing)
}
将输出以下内容
[ 0, 'apples' ]
[ 1, 'oranges' ]
[ 2, 'pears' ]
当用下面的语法时,entries
方法会更有用
const foo = [
'apples','oranges','pears'
]
for(const [key, value] of foo.entries()) {
console.log(key,':',value)
}
在 for 循环中声明了两个变量:一个用于返回数组的第一项(值的键或索引),另一个用于第二项(该索引实际对应的值)。
一个普通的 javascript 对象是不可迭代的。如果你执行下面这段代码:
// 无法正常执行
const foo = {
'apples':'oranges',
'pears':'prunes'
}
for(const [key, value] of foo) {
console.log(key,':',value)
}
会得到一个错误:
$ node test.js
/path/to/test.js:6
for(const [key, value] of foo) {
TypeError: foo is not iterable
然而全局 Object
对象的静态 entries
方法接受一个普通对象作为参数,并返回一个可迭代对象。就像这样的程序:
const foo = {
'apples':'oranges',
'pears':'prunes'
}
for(const [key, value] of Object.entries(foo)) {
console.log(key,':',value)
}
能够得到你期望的输出:
$ node test.js
apples : oranges
pears : prunes
创建自己的 Iterable
如果你想创建自己的可迭代对象,则需要花费更多的时间。你会记得前面说过:
❝可迭代对象是定义了 @@ iterator 方法的对象,而且 @@iterator 方法返回一个实现了迭代器协议的对象,或者该方法是生成器函数。 ❞
搞懂这些内容的最简单方法就是一步一步的去创建可迭代对象。首先,我们需要一个实现 @@iterator 方法的对象。@@
表示法有点误导性,我们真正 要做的是用预定义的 Symbol.iterator
符号定义方法。
如果用迭代器方法定义对象并尝试遍历:
const foo = {
[Symbol.iterator]: function() {
}
}
for(const [key, value] of foo) {
console.log(key, value)
}
得到一个新错误:
for(const [key, value] of foo) {
^
TypeError: Result of the Symbol.iterator method is not an object
这是 javascript 告诉我们它在试图调用 Symbol.iterator
方法,但是调用的结果不是对象。
为了消除这个错误,需要用迭代器方法来返回实现了迭代器协议的对象。这意味着迭代器方法需要返回一个有 next
键的对象,而 next
键是一个函数。
const foo = {
[Symbol.iterator]: function() {
return {
next: function() {
}
}
}
}
for(const [key, value] of foo) {
console.log(key, value)
}
如果运行上面的代码,则会出现新错误。
for(const [key, value] of foo) {
^
TypeError: Iterator result undefined is not an object
这次 javascript 告诉我们它试图调用 Symbol.iterator
方法,而该对象的确是一个对象,并且实现了 next
方法,但是 next
的返回值不是 javascript 预期的对象。
next
函数需要返回有特定格式的对象——有 value
和 done
这两个键。
next: function() {
//...
return {
done: false,
value: 'next value'
}
}
done
键是可选的。如果值为 true
(表示迭代器已完成迭代),则说明迭代已结束。
如果 done
为 false
或不存在,则需要 value
键。value
键是通过循环此应该返回的值。
所以在代码中放入另一个程序,它带有一个简单的迭代器,该迭代器返回前十个偶数。
class First20Evens {
constructor() {
this.currentValue = 0
}
[Symbol.iterator]( "Symbol.iterator") {
return {
next: (function() {
this.currentValue+=2
if(this.currentValue > 20) {
return {done:true}
}
return {
value:this.currentValue
}
}).bind(this)
}
}
}
const foo = new First20Evens;
for(const value of foo) {
console.log(value)
}
生成器
手动去构建实现迭代器协议的对象不是唯一的选择。生成器对象(由生成器函数返回)也实现了迭代器协议。上面的例子用生成器构建的话看起来像这样:
class First20Evens {
constructor() {
this.currentValue = 0
}
[Symbol.iterator]( "Symbol.iterator") {
return function*() {
for(let i=1;i<=10;i++) {
if(i % 2 === 0) {
yield i
}
}
}()
}
}
const foo = new First20Evens;
for(const item of foo) {
console.log(item)
}
本文不会过多地介绍生成器,如果你需要入门的话可以看这篇文章。今天的重要收获是,我们可以使自己的 Symbol.iterator
方法返回一个生成器对象,并且该生成器对象能够在 for ... of
循环中“正常工作”。“正常工作”是指循环能够持续的在生成器上调用 next
,直到生成器停止 yield
值为止。
$ node sample-program.js
2
4
6
8
10
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Reference
[1]
对象的每一个可枚举属性: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Statements/for...in
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print dir; print bytes; print xA; print xB; main Printf函数通过F#的反射机制和.NET的ToString方法来解析“%A”模式,适用于任何类型的值,也可以通过F#中的print_any和print_to_string函数来完成类似的功能。值和函数(Values and Functions) 在F#中函数也是值,F#处理它们的语法也是类似的。 let n = 10let add a b = a + blet addFour = add 4let result = addFour n printfn "result = %i" result 可以看到定义值n和函数add的语法很类似,只不过add还有两个参数。对于add来说a + b的值自动作为其返回值,也就是说在F#中我们不需要显式地为函数定义返回值。对于函数addFour来说,它定义在add的基础上,它只向add传递了一个参数,这样对于不同的参数addFour将返回不同的值。考虑数学中的函数概念,F(x, y) = x + y,G(y) = F(4, y),实际上G(y) = 4 + y,G也是一个函数,它接收一个参数,这个地方是不是很类似?这种只向函数传递部分参数的特性称为函数的柯里化(curried function)。 当然对某些函数来说,传递部分参数是无意义的,此时需要强制提供所有参数,可是将参数括起来,将它们转换为元组(tuple)。下面的例子将不能编译通过: let sub(a, b) = a - blet subFour = sub 4 必须为sub提供两个参数,如sub(4, 5),这样就很像C#中的方法调用了。 对于这两种方式来说,前者具有更高的灵活性,一般可优先考虑。 如果函数的计算过程中需要定义一些中间值,我们应当将这些行进行缩进: let halfWay a b = let dif = b - a let mid = dif / 2 mid + a 需要注意的是,缩进时要用空格而不是Tab,如果你不想每次都按几次空格键,可以在VS中设置,将Tab字符自动转换为空格;虽然缩进的字符数没有限制,但一般建议用4个空格。而且此时一定要用在文件开头添加#light指令。作用域(Scope)作用域是编程语言中的一个重要的概念,它表示在何处可以访问(使用)一个标识符或类型。所有标识符,不管是函数还是值,其作用域都从其声明处开始,结束自其所处的代码块。对于一个处于最顶层的标识符而言,一旦为其赋值,它的值就不能修改或重定义了。标识符在定义之后才能使用,这意味着在定义过程中不能使用自身的值。 let defineMessage = let message = "Help me" print_endline message // error 对于在函数内部定义的标识符,一般而言,它们的作用域会到函数的结束处。 但可使用let关键字重定义它们,有时这会很有用,对于某些函数来说,计算过程涉及多个中间值,因为值是不可修改的,所以我们就需要定义多个标识符,这就要求我们去维护这些标识符的名称,其实是没必要的,这时可以使用重定义标识符。但这并不同于可以修改标识符的值。你甚至可以修改标识符的类型,但F#仍能确保类型安全。所谓类型安全,其基本意义是F#会避免对值的错误操作,比如我们不能像对待字符串那样对待整数。这个跟C#也是类似的。 let changeType = let x = 1 let x = "change me" let x = x + 1 print_string x 在本例的函数中,第一行和第二行都没问题,第三行就有问题了,在重定义x的时候,赋给它的值是x + 1,而x是字符串,与1相加在F#中是非法的。 另外,如果在嵌套函数中重定义标识符就更有趣了。 let printMessages = let message = "fun value" printfn "%s" message; let innerFun = let message = "inner fun value" printfn "%s" message innerFun printfn "%s" message printMessages 打印结果: fun value inner fun valuefun value 最后一次不是inner fun value,因为在innerFun仅仅将值重新绑定而不是赋值,其有效范围仅仅在innerFun内部。递归(Recursion)递归是编程中的一个极为重要的概念,它表示函数通过自身进行定义,亦即在定义处调用自身。在FP中常用于表达命令式编程的循环。很多人认为使用递归表示的算法要比循环更易理解。 使用rec关键字进行递归函数的定义。看下面的计算阶乘的函数: let rec factorial x = match x with | x when x < 0 -> failwith "value must be greater than or equal to 0" | 0 -> 1 | x -> x * factorial(x - 1) 这里使用了模式匹配(F#的一个很棒的特性),其C#版本为: public static long Factorial(int n) { if (n < 0) { throw new ArgumentOutOfRangeException("value must be greater than or equal to 0"); } if (n == 0) { return 1; } return n * Factorial (n - 1); } 递归在解决阶乘、Fibonacci数列这样的问题时尤为适合。但使用的时候要当心,可能会写出不能终止的递归。匿名函数(Anonymous Function) 定义函数的时候F#提供了第二种方式:使用关键字fun。有时我们没必要给函数起名,这种函数就是所谓的匿名函数,有时称为lambda函数,这也是C#3.0的一个新特性。比如有的函数仅仅作为一个参数传给另一个函数,通常就不需要起名。在后面的“列表”一节中你会看到这样的例子。除了fun,我们还可以使用function关键字定义匿名函数,它们的区别在于后者可以使用模式匹配(本文后面将做介绍)特性。看下面的例子: let x = (fun x y -> x + y) 1 2let x1 = (function x -> function y -> x + y) 1 2let x2 = (function (x, y) -> x + y) (1, 2) 我们可优先考虑fun,因为它更为紧凑,在F#类库中你能看到很多这样的例子。 注意:本文中的代码均在F# 1.9.4.17版本下编写,在F# CTP 1.9.6.0版本下可能不能通过编译。 F#系列随笔索引页面
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