Generator

  • 一、Generator 是什么？
    • 1.1 与普通函数写法不一样，有两个不同
  • 二、Generator 使用
    • 2.1 书写方法
  • 三、yield语句
    • 3.1 yield和return
    • 3.2 注意事项
    • 3.3 yield*语句
    • 3.4 yield*应用
  • 四、next方法
    • 4.1参数
    • 4.2 运行逻辑
  • 五、异步解决方案
  • 六、Generator相关面试题
    • 1. 对Iterator、Generator、Async/Await的理解？
    • 2. Generator 是怎么做到中断和恢复？
  • 总结

一、Generator 是什么？

Generator 函数是 ES6 提供的一种异步编程解决方案，最大特点交出函数的执行权。

和普通函数不一样的是必须调用next()才会执行函数。

1.1 与普通函数写法不一样，有两个不同

  • function与函数名之间有个（*）号；
    不同于普通函数，可暂停执行，所以加*区别。
  • Generator 函数体内部使用yield语句，可以定义不同的内部状态，其实就是数据不同。
    函数内部的状态，就是函数内部的值，它在不同的时候是不一样的。

本质上整个Generator函数就是一个封装的异步任务，或者说是异步任务的容器。
yield的命令是异步不同阶段的分界线，有时把yield的当成return。

二、Generator 使用

2.1 书写方法

  1. 函数名和方法中间有个 *号，但没规定放置的位置，一般跟在function后面；
  1. 调用Generator 函数，函数并不执行，返回的是一个指向内部状态指针的对象（遍历器对象）
function* test(){let n = 1;yield n;yield++n;yield--n;return n;}let t = test();console.log(t);//test {}

返回的是一个对象，并且有next, return，throw方法

  1. 想打印值，必须调用next方法，使指针下一个状态。也就是每次调用都从上一个指针状态（yield）开始,遇到下一个yield或return语句为止。也就是一段段段执行，yield暂停，next继续执行。

下面调用6次，一个yield一个状态。返回一个对象，value代表值，done代表是否遍历结束（true结束，false未结束）

done为true已经代表函数结束，再打印几次值都为undefined

console.log(t.next());//{value: 1, done: false}console.log(t.next());//{value: 2, done: false}console.log(t.next());//{value: 1, done: false}console.log(t.next());//{value: 1, done: true}console.log(t.next());//{value: undefined, done: true}console.log(t.next());//{value: undefined, done: true}

三、yield语句

yield语句就是暂停标志。

3.1 yield和return

相同点：

  • 都能返回后面表达式的值。

不同点：

  • yield的函数暂停执行时，下一次会从该位置继续向后执行，并且一个函数可有多个yield语句。
  • return返回就相当于结束函数，一个函数只有一个return。

3.2 注意事项

  1. yield后面n+1不会执行，只有调用next方法才会执行。
function* test() {let n = 1;yield n + 1;console.log(n);}test(); //此时打印是空白的//必须调用next方法才会执行console.log(test().next());//{value: 2, done: false}

2.可以不用yield，但是必须调用next方法才会执行

function* test() {let n = 1;console.log(n);}let t = test();console.log(t.next());
  1. yield语句不能用在普通函数中。
function test() {yield 1;}console.log(test());// Unexpected number

3.3 yield*语句

Generator 函数内部调用另一个Generator 函数，默认情况无效。

function* A(){yield 1;yield 2;}function* B(){yield 3;A();yield 4;}for(let i of B()){console.log(i)}//3//4

虽然在B函数中调用了A（），但只能打印出3,4。如果想要调用，就要在前面使用yield*语句。

function* A(){yield 1;yield 2;}function* B(){yield 3;yield* A();yield 4;}for(let i of B()){console.log(i)}//3//1//2//4

yield*是for…of…的一种简写形式，我们知道for…of…可以遍历出具有iterator接口的数据结构（数组，类数组对象，字符串，nodelist等）

3.4 yield*应用

  1. 数组扁平化
let a = [1,[1,2],[1,2,3]]function* iterTree(arr){if(Array.isArray(arr)){for(let i = 0;i<arr.length;i++){yield* iterTree(arr[i]);}}else{yield arr;}}for(let i of iterTree(a)){console.log(i)}
  1. 遍历完全二叉树
// 构建树function Tree(left,middle,right){this.left = left;this.middle = middle;this.right = right;}// 中序遍历函数function* inorder(t){if(t){yield* inorder(t.left);yield t.middle;yield* inorder(t.right);}}// 生成二叉树function make(array){if(array.length == 1) return new Tree(null,array[0],null);return new Tree(make(array[0]),array[1],make(array[2]));}let tree = make([[['a'],'b',['c']],'d',[['e'],'f',['g']]]);// 遍历二叉树var result = [];for(let node of inorder(tree)){result.push(node);}console.log(result) //['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g']

四、next方法

next方法是使指针指向下一个状态。除了for…of遍历出来，必须调用next才能打印出yield值。

4.1参数

yield语句本身没有返回值，或者总返回undefined。next方法可以带一个参数，这个参数会被当上一个yield语句的返回值。

function* test(x) {var a = yield x-1;var b = yield (a+2);return a+b;}let t = test(4);console.log(t.next()) //{value: 3, done: false}console.log(t.next(10)) //{value: 12, done: false}console.log(t.next(4))//{value: 14, done: true}

第一步：传个4进去，x-1=3，打印出来为3
第二步：传个10进去，这个参数会被当上一个yield语句的返回值，也就是a的值为10，a+2,打印出来为12。
第三步：传个4进去，上一个参数b的值为4，a的值为之前的10，a+b为14。

4.2 运行逻辑

  • 遇到yield表达式，就暂停执行后面的操作，并将紧跟在yield后面的那个表达式的值，作为返回的对象的value属性值。
  • 下一次调用next方法时，再继续往下执行，直到遇到下一个yield表达式。
    如果没有再遇到新的yield表达式，就一直运行到函数结束，直到return语句为止，并将return语句后面的表达式的值，作为返回的对象的value属性值。
  • 如果该函数没有return语句，则返回的对象的value属性值为undefined

五、异步解决方案

我们之前知道有以下几种异步解决方案：

  • 回调函数
    所谓回调函数，就是把任务的第二段单独写在一个函数里面，等到重新执行这个任务的时候，再调用这个函数。
fs.readFile('/etc/fstab', function (err, data) {if (err) throw err;fs.readFile('/etc/shells', function (err, data) {if (err) throw err;console.log(data);});});

readFile函数的第三个参数，就是回调函数，等到操作系统返回了/etc/fstab这个文件以后，回调函数才会执行。

  • Promise 对象
    Promise就是为了解决回调地狱而产生的，将回调函数的嵌套，改成链式调用。
const fs = require('fs');const readFile = function (fileName) {return new Promise(function (resolve, reject) {fs.readFile(fileName, function(error, data) {if (error) return reject(error);resolve(data);});});};readFile('/etc/fstab').then(data =>{console.log(data)return readFile('/etc/shells')}).then(data => {console.log(data)})
  • async/await
const asyncReadFile = async function () {const f1 = await readFile('/etc/fstab');const f2 = await readFile('/etc/shells');console.log(f1.toString());console.log(f2.toString());};
  • generator 函数
    yield表达式可以暂停函数执行，next方法用于恢复函数执行，这使得Generator函数非常适合将异步任务同步化。
const gen = function* () {const f1 = yield readFile('/etc/fstab');const f2 = yield readFile('/etc/shells');console.log(f1.toString());console.log(f2.toString());};

区别：
通过上述代码进行分析，将promise、Generator、async/await进行比较：

  • promise和async/await是专门用于处理异步操作的

  • Generator并不是为异步而设计出来的，它还有其他功能（对象迭代、控制输出、部署Interator接口…）

  • promise编写代码相比Generator、async更为复杂化，且可读性也稍差

  • Generator、async需要与promise对象搭配处理异步情况

  • async实质是Generator的语法糖，相当于会自动执行Generator函数

  • async使用上更为简洁，将异步代码以同步的形式进行编写，是处理异步编程的最终方案

六、Generator相关面试题

1. 对Iterator、Generator、Async/Await的理解？

  • 1. Iterator

Iterator 是一个循环接口，任何实现了此接口的数据都可以被 for of 循环遍历;

我们常用的 for…of 循环，都是通过调用被循环对象的一个特殊函数 Iterator 来实现的，但是以前这个函数是隐藏的我们无法访问，从 Symbol 引入之后，我们就可以通过 Symbol.iterator 来直接读写这个特殊函数。

循环语句来说，他并不关心被循环的对象到底是什么，他只负责调用 data[Symbol.iterator] 函数，然后根据返回值来进行循环。

let obj = {}obj[Symbol.iterator] = function() {let index = 1;return {next() {return {done: index > 5,value: index++}}}}for (var i of obj) {console.log(i,obj);}

  • 2. Generator

Generator 可以看做是一个更加灵活的 Iterator ，他们之间是可以互相替代的，但是， Generator 由于可以通过 yield 随时暂停，因此可以很方便进行流程控制和状态管理，而 Iterator 就可能需要你写更多的代码进行相同的操作。

  • 3. Async/Await
    async是Generator 的一个语法糖；
    • async 对应的是 *
    • await 对应的是 yield
async function count () {let a = await 1;let b = await 2;return a+b}

2. Generator 是怎么做到中断和恢复？

通过使用 yield 表达式来实现中断和恢复执行的功能。

当 Generator 函数被调用时，它并不会立即执行，而是返回一个迭代器对象。每次调用迭代器对象的 next() 方法时，Generator 函数会从上一次执行的位置继续执行，直到遇到下一个 yield 表达式或函数结束。此时，Generator 函数将返回一个包含当前值和执行状态的对象，其中 value 属性表示 yield 表达式的结果，done 属性表示是否执行完毕。

总结

Generator 函数是一种异步编程解决，可以更好的控制函数执行。其中yield是同步的，调用next()才能打印出值。

函数返回的是一个对象，而next方法返回的也是一个对象，其中有value（值），done（是否遍历完）。

一个next对应一个yield语句，当最后done为true时，再调用next方法，值都是undefined。全部遍历可使用for…of，其原理还是数据结构内部有iterator接口。