迭代器（iterator）是一个结构化的模式，用于从源以一次一个的方式提取数据。迭代器的使用可以极大地简化数据操作，于是ES6也向JS中添加了这个迭代器特性。新的数组方法和新的集合类型(如Set集合与Map集合)都依赖迭代器的实现，这个新特性对于高效的数据处理而言是不可或缺的，在语言的其他特性中也都有迭代器的身影：新的for-of循环、展开运算符(...)，甚至连异步编程都可以使用迭代器。

今天笔者将从以下几个方面进行介绍迭代器：

• 什么是迭代器（iterator）？
• 基于协议实现迭代器
• 迭代器的应用

本篇文章阅读时间预计6分钟。

迭代器（iterator）

迭代器是一种有序、连续的、基于拉取的用于消耗数据的组织方式，用于以一次一步的方式控制行为。简单的来说我们迭代循环一个可迭代对象，不是一次返回所有数据，而是调用相关方法分次进行返回。

迭代器iterator是一个object，这个object有一个next函数，该函数返回一个有value和done属性的object，其中value指向迭代序列中当前next函数定义的值。

ES6的迭代协议分为迭代器协议（iterator protocol）和可迭代协议（iterable protocol），迭代器基于这两个协议进行实现。

迭代器协议： iterator协议定义了产生value序列的一种标准方法。只要实现符合要求的next函数，该对象就是一个迭代器。相当遍历数据结构元素的指针，类似数据库中的游标。

可迭代协议： 一旦支持可迭代协议，意味着该对象可以用for-of来遍历，可以用来定义或者定制JS 对象的迭代行为。常见的内建类型比如Array & Map都是支持可迭代协议的。对象必须实现@@iterator方法，意味着对象必须有一个带有@@iterator key的可以通过常量Symbol.iterator访问到的属性。

下图展示了arrays,Maps,Strings数据类型实现了可迭代协议，我们可以使用for-of和展开语法显示迭代器的数据。

基于协议实现迭代器

迭代器协议

如下代码展示了基于迭代协议进行实现：

let obj = {
 array: [1, 2, 3, 4, 5],
 nextIndex: 0,
 next: function() {
 return this.nextIndex < this.array.length ? {value: this.array[this.nextIndex++], done: false} : {done: true}
 }
};
console.log(obj.next().value);
console.log(obj.next().value);
console.log(obj.next().value);
console.log(obj.next().value);
console.log(obj.next().value);
console.log(obj.next().done);

上述代码将会输出

1
2
3
4
5
true

上述代码的next方法还可以按如下代码进行改写，看起来更清晰些：

if(this.nextIndex < this.array.length) {
 this.nextIndex++;
 return { value: this.array[this.nextIndex], done: false }
} else {
 return { done: true }
}

我们可以看出，next方法的实现，如果存在新的元素，返回当前元素的并将当前元素位置的标识递增加1，当没有元素时，返回{ done: true }。

可迭代协议

根据可迭代协议，对象需要提供@@iterator方法; 也就是说，它必须将Symbol.iterator符号作为属性键。 @@iterator方法必须返回迭代器对象。代码实现如下：

let obj = {
 array: [1, 2, 3, 4, 5],
 nextIndex: 0,
 [Symbol.iterator]: function(){
 return {
 array: this.array,
 nextIndex: this.nextIndex,
 next: function(){
 return this.nextIndex < this.array.length ?
 {value: this.array[this.nextIndex++], done: false} :
 {done: true};
 }
 }
 }
};
let iterable = obj[Symbol.iterator]()
console.log(iterable.next().value);
console.log(iterable.next().value);
console.log(iterable.next().value);
console.log(iterable.next().value);
console.log(iterable.next().value);
console.log(iterable.next().done);

上述代码将会输出

1
2
3
4
5
true

上述代码，我们实现了自定义的迭代器，基于JS的作用域和闭包特性才能轻松实现。arrays,Maps,Strings数据类型实现了可迭代协议，其 __proto__原型链指向自带Symbol.iterator的方法，节省了我们手写代码的时间，如下代码所示：

const arr = [1, 2];
const iterator = arr[Symbol.iterator](); // returns you an iterator
console.log(iterator.next())
console.log(iterator.next())
console.log(iterator.next())

上述代码将会输出：

{ value: 1, done: false }
{ value: 2, done: false }
{ value: undefined, done: true }

我们可以使用for-of,展开语法迭代数组，示例代码如下：

const arr = [1, 2];
for(var v of arr){
 console.log(v);
}
//outputs 1
//outputs 2
console.log([...arr]);
//outputs[1,2];

obj对象没有实现可迭代协议，我们如何迭代obj对象呢？实现obj的迭代器呢，示例代码如下：

var obj={
 a:1,
 b:2,
 c:3,
 [Symbol.iterator]:function () {
 var keys=Object.keys(this);//object.vulues(this)
 var index=0;
 return{
 next:()=>
 (index<keys.length)?
 {value: this[keys[index++]], done:false} :{done: true,value:undefined}
 }
 }
};
console.log([...obj]);
//outputs [1,2,3]

迭代器应用

斐波那契数列

斐波那契数列（Fibonacci sequence），又称黄金分割数列、因数学家列昂纳多·斐波那契（Leonardoda Fibonacci）以兔子繁殖为例子而引入，故又称为“兔子数列”，指的是这样一个数列：1、1、2、3、5、8、13、21、34、……在数学上，斐波纳契数列以如下被以递推的方法定义：F(1)=1，F(2)=1, F(n)=F(n-1)+F(n-2)（n>=3，n∈N*）。

我们可以使用迭代器来产生一个序列数不大于100的斐波那契数列，示例代码如下：

let Fib= {
 [Symbol.iterator](){
 let n1=1;
 let n2=1;
 let max=100;
 return {
 next(){
 let current=n2;
 n2=n1;
 n1=n1+current;
 if(current<max){
 return {value: current, done: false}
 }else{
 return { done: true}
 }
 }
 }
 }
}
console.log([...Fib]);
//outputs [ 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89 ]

模拟任务队列

有时候我们需要要执行任务放在一个队列里，分次执行，我们可以使用迭代器进行模拟，示例代码如下：

let tasks={
 actions:[],
 [Symbol.iterator](){
 let steps=this.actions.slice();
 return {
 [Symbol.iterator]() {return this;},
 next(...args){
 if(steps.length>0){
 let res=steps.shift()(...args);
 return {value:res,done:false};
 }
 else{
 return {done:true}
 }
 },
 return(v){
 steps.length=0;
 return {value:v,done:true};
 }
 };
 }
};
tasks.actions.push(
 function step1(x) {
 console.log("step 1:",x);
 return x*2;
 },
 function step2(x,y) {
 console.log("step 2:",x,y);
 return x+(y*2);
 },
 function step3(x,y,z) {
 console.log("step 3:",x,y,z);
 return (x*y)+z;
 }
);
let it=tasks[Symbol.iterator]();
console.log(it.next(10));
console.log(it.next(20,50));
console.log(it.next(20,50,120));
console.log(it.next());

上述代码输出：

step 1: 10
{ value: 20, done: false }
step 2: 20 50
{ value: 120, done: false }
step 3: 20 50 120
{ value: 1120, done: false }
{ done: true }

从上述代码，我们可以看出，迭代器不仅仅是数据的迭代，还可以作为一个模式来组织相关的功能。（注：本示例来源《你不知道的JavaScript》下卷）

小节

今天的内容就到这里，迭代器是不是很神奇，好像如魔法一般，我们随意控制函数的中断与继续，丰富了我们解决问题的思路，让我们的代码看起来更加工程化和结构化，提高了代码的可读性和可理解性。

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