【探秘ES6】系列专栏：生成器

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2015-06-17 11:12 by 副主编 mengyidan1988 评论(1) 有4844人浏览

javascript ES6

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ES6作为新一代JavaScript标准，即将与广大前端开发者见面。为了让大家对ES6的诸多新特性有更深入的了解，Mozilla Web开发者博客推出了《ES6 In Depth》系列文章。CSDN已获授权，将持续对该系列进行翻译，供大家学习借鉴。本文为该系列的第三篇。

ES6生成器介绍

什么是生成器呢？

请先看看以下代码。

function* quips(name) {
  yield "hello " + name + "!";
  yield "i hope you are enjoying the blog posts";
  if (name.startsWith("X")) {
    yield "it's cool how your name starts with X, " + name;
  }
  yield "see you later!";
}

这是一段有关汤姆猫（talking cat）的代码。它看上去像是一个函数，是吗？在ES6中，它的名字是生成器函数，其与普通函数有很多相似的地方。但有两点不同：

生成器函数以function*开头；
在生成器函数中，yield是一个关键字，如同return。yield可以多次使用，作用是中断生成器，
而在需要的时候可以恢复生成器的执行。

所以生成器函数最大的特点是可以中断自己，但普通函数不可以。

生成器的作用

当使用quips()生成器函数时会出现什么情况呢？

> var iter = quips("jorendorff");
  [object Generator]
> iter.next()
  { value: "hello jorendorff!", done: false }
> iter.next()
  { value: "i hope you are enjoying the blog posts", done: false }
> iter.next()
  { value: "see you later!", done: false }
> iter.next()
  { value: undefined, done: true }

对于普通quips()，它会马上执行直到出现返回或异常抛出等情况。在生成器函数中，调用方式是类似的：quips("jorendorff")，但是它不会马上执行。取而代之的是，它会返回一个已暂停的生成器对象（如上述代码的iter）。你可以把生成器对象看成是一个被暂停的函数调用。要特别说明的是生成器对象在生成器函数开始时被冻结，即第一行代码执行之前。

每当调用生成器对象的.next()方法时，函数恢复运行直至遇到下一个yield表达式，其作用是用于迭代。因此iter.next()的目的是为了返回不同的字符串。在最后的iter.next()中，使用done:true表示结束。到达函数末端意味着返回的结果是undefined，所以代码片段中使用value: undefined结尾。

从技术角度来看，每当生成器执行yield操作时，它的堆栈帧包括本地变量、参数、临时值等都会从堆中被移出。但是生成器对象会保留（拷贝）对该帧的引用，所以.next()可以重新激活它然后继续执行。这里特别要说明的是，生成器不是线程。当一个生成器执行时，它与其调用者都处于同一个线程，是按次序执行而不是并行运行。

可见生成器的作用是暂停本身的运行，然后恢复并继续执行，那么这究竟有何用处呢？

生成器就是迭代器

ES6迭代器不是内建的，可尝试通过使用[Symbol.iterator]()和.next()来进行创建。但是这种类似接口的做法不是最简便的方法。请看下面一个range迭代器例子，它的作用类似于C的for(;;)循环。

// This should "ding" three times
for (var value of range(0, 3)) {
  alert("Ding! at floor #" + value);
}

具体的实现代码：

class RangeIterator {
  constructor(start, stop) {
    this.value = start;
    this.stop = stop;
  }

  [Symbol.iterator]() { return this; }

  next() {
    var value = this.value;
    if (value < this.stop) {
      this.value++;
      return {done: false, value: value};
    } else {
      return {done: true, value: undefined};
    }
  }
}

// Return a new iterator that counts up from 'start' to 'stop'.
function range(start, stop) {
  return new RangeIterator(start, stop);
}

要查看运行情况请点击这里。

可见迭代器的生成并不是件简单的事情。那么如果采用生成器来实现，应该如何编写呢？

function* range(start, stop) {
  for (var i = start; i < stop; i++)
    yield i;
}

要查看运行情况请点击这里。

对比是很明显的，上述代码仅需4行代码就完成了相同的功能，因为生成器就是迭代器。所有生成器都内建了对.next()和[Symbol.iterator]()的支持，你只需要负责循环的实现就可以了。

除此以外，作为迭代器使用的生成器还可以实现哪些功能呢？

使任何对象可迭代。方法是编写一个生成器函数，然后对每个值进行迭代。然后使用对象的[Symbol.iterator]方法与生成器函数进行绑定。
简化数组功能。如果要实现以数组形式返回函数结果，可以这样写：

// Divide the one-dimensional array 'icons'
// into arrays of length 'rowLength'.
function splitIntoRows(icons, rowLength) {
  var rows = [];
  for (var i = 0; i < icons.length; i += rowLength) {
    rows.push(icons.slice(i, i + rowLength));
  }
  return rows;
}

如果使用生成器编写，可以把代码简化为：

function* splitIntoRows(icons, rowLength) {
  for (var i = 0; i < icons.length; i += rowLength) {
    yield icons.slice(i, i + rowLength);
  }
}

后者与前者的区别是不是一次就计算所有结果并返回一个数组，而是先返回一个迭代器，然后按次序按需进行计算。

返回特殊长度数组。数组是有长度限制的，但是透过生成器迭代特性，可以产生无限的序列。
重构复合循环。当编写一个复杂的循环时，可以提出产生数据的部分，把它改写为一个独立的生成器函数。例如(var data of myNewGenerator(args))。
进行迭代运算的配套工具。ES6并没有提供有关筛选、映射、迭代数据集操作的扩展库。但是借助生成器，我们可以围绕它来简单地创建相关工具。

例如，要在DOM节点上实现与Array.prototype.filter类似的功能，可以这样编写：

function* filter(test, iterable) {
  for (var item of iterable) {
    if (test(item))
      yield item;
  }
}

可见，生成器真的妙不可言。借助生成器可以方便地实现定制的迭代操作，而迭代是ES6中贯穿始终的新的数据和循环标准。

生成器和异步代码

请看一段代码：

}).on('close', function () {
  done(undefined, undefined);
}).on('error', function (error) {
  done(error);
});

异步APIs提供的是错误处理而非异常处理，不同APIs有不同的处理方法。而大多数错误定义是默认的，所以进行异步编程时需要花一定时间去了解。生成器则提供了新的处理方式。

Q.async()是一个实验性的类似于同步代码的异步代码生成方法，请看代码：

// Synchronous code to make some noise.
function makeNoise() {
  shake();
  rattle();
  roll();
}

// Asynchronous code to make some noise.
// Returns a Promise object that becomes resolved
// when we're done making noise.
function makeNoise_async() {
  return Q.async(function* () {
    yield shake_async();
    yield rattle_async();
    yield roll_async();
  });
}

两者的主要区别是异步代码必须使用yield关键字来执行异步函数。因此生成器为新的异步编程模型带来了新的思路，更符合人的思维习惯。

写在最后

限于篇幅，生成器还有两个方法留待后续讲解，.throw()和.return()。多看官方文档多动手练习，你会发现ES6更多精彩。（译者：伍昆责编：陈秋歌）

原文链接：ES6 In Depth: Generators

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