## 迭代器

### 概念

**迭代器**（Iterator）是 JavaScript 中一种特殊的对象，它提供了一种**统一的、通用的**方式**遍历**个各种不同类型的数据结构。可以遍历的数据结构包括：数组、字符串、Set、Map 等**可迭代对象**。我们也可以自定义实现迭代器，以支持遍历自定义的数据结构。

通过迭代器，我们可以按顺序逐个获取数据中的元素，不需要手动跟踪索引（索引也可称之为指针、游标）。迭代器的行为很像数据库中的游标（cursor）。

我们也不需要关心可迭代对象内部的实现细节，即不需要关心目标对象是数组还是字符串，还是其他的数据结构。对于迭代器来说，这些数据结构都是一样的处理方式。

迭代器是一种常见的编程模式，最早出现在1974年设计的CLU编程语言中。不仅仅在JS中，其他许多编程语言（比如 Java、Python 等）都提供了迭代器的概念和实现。技术实现各有不同，但目的都是帮助我们用通用的方式遍历对象的数据结构，提高代码的简洁性、可读性和维护性。

### 迭代协议

迭代协议并不是编程语言的内置实现或语法，而是协议。迭代协议具体分为两个协议：可迭代协议、迭代器协议。

**迭代器协议**规定了产生一系列值（无论是有限个还是无限个）的标准方式。

迭代器是一个具体的对象，这个对象要符合迭代器协议。**在JS中，某个对象只有实现了符合特定要求的 next() 方法，这个对象才能成为迭代器**。



### 实现原理：next() 方法

在JS中，迭代器的实现原理是通过定义一个特定的`next()` 方法，该方法在每次迭代中返回一个包含两个属性的对象：done 和 value。

具体来说，next() 方法有如下要求：

（1）参数：无参数或者有一个参数。

（2）返回值：返回一个应当有以下两个属性的对象。属性值如下：

- done 属性（Boolean 类型）：表示迭代是否已经完成。当迭代器遍历完所有元素时，done 为 true，否则为 false。具体解释如下：

  - 如果迭代器可以产生序列中的下一个值，则为 false，这等价于没有指定 done 属性。

  - 如果迭代器已将序列迭代完毕，则为 true。这种情况下，value 可以省略，如果 value 依然存在，即为迭代结束之后的默认返回值。

- value 属性：包含当前迭代步骤的值，可能是具体的值，也可能是 undefined。每次调用 next() 方法时，迭代器返回下一个值。done 为true时，可以省略。



### 举例：为数组创建迭代器

按照上面讲的迭代器协议，我们可以给一个数组手动创建一个用于遍历的迭代器。代码举例如下：

```js
const strArr = ['qian', 'gu', 'yi', 'hao'];

// 为数组封装迭代器
function createArrayIterator(arr) {
  let index = 0;
  return {
    next: () => {
      if (index < arr.length) {
        return { done: false, value: arr[index++] };
      } else {
        return { done: true };
      }
    },
  };
}

const strArrIterator = createArrayIterator(strArr);
console.log(JSON.stringify(strArrIterator.next()));
console.log(JSON.stringify(strArrIterator.next()));
console.log(JSON.stringify(strArrIterator.next()));
console.log(JSON.stringify(strArrIterator.next()));
console.log(JSON.stringify(strArrIterator.next()));
```

打印结果：

```
{"done":false,"value":"qian"}
{"done":false,"value":"gu"}
{"done":false,"value":"yi"}
{"done":false,"value":"hao"}
{"done":true}
```

你可能会有疑问：实际开发中，我们真的需要大费周章地为一个简单的数组写一个迭代器函数吗？数组直接拿来遍历不就完事了吗？

是的，这大可不必。初衷是为了了解迭代器的原理。

## 可迭代对象

> 我们要注意区分一些概念：迭代器、可迭代对象、容器。迭代器是提供迭代功能的对象。可迭代对象是被迭代的目标对象，也称之为容器。

当我们使用迭代器的方式去遍历数组、字符串、Set、Map 等数据结构时，这些数据对象就属于可迭代对象。这些数据对象本身，内部就自带了迭代器。

可是，有些数据对象，并不具备可迭代的能力，那要怎么封装成可迭代对象呢？以及，可迭代对象需要具备什么特征？可迭代对象有什么用处？这就是本段要讲的内容。

### 为普通对象创建迭代器

代码举例：

```js
const myObj1 = {
  strArr: ['qian', 'gu', 'yi', 'hao'],
};

// 为 myObj.strArr 封装迭代器
let index = 0;
const strArrIterator = {
  next: () => {
    if (index < myObj1.strArr.length) {
      return { done: false, value: myObj1.strArr[index++] };
    } else {
      return { done: true };
    }
  },
};

console.log(strArrIterator.next());
console.log(strArrIterator.next());
console.log(strArrIterator.next());
console.log(strArrIterator.next());
console.log(strArrIterator.next());
```

打印结果：

```
{done: false, value: 'qian'}
{done: false, value: 'gu'}
{done: false, value: 'yi'}
{done: false, value: 'hao'}
{done: true}
```

### 将普通对象封装为可迭代对象

上面的数据 myObj1，不属于可迭代对象，因此我们单独写了一个迭代器 strArrIterator 对象，这两个对象时分开的。

还有一种更高级的做法是，把迭代器封装到数据对象的内部。完事之后，这个数据对象就是妥妥的可迭代对象。

将普通的数据对象封装为可迭代对象时，**具体做法**是：在数据对象内部，创建一个名为`[Symbol.iterator]`的迭代器函数，这个函数名是固定的（这种写法属于计算属性名）；然后这个函数内需要返回一个迭代器，用于迭代当前的数据对象。

代码举例如下：

```js
const myObj2 = {
  strArr: ['qian', 'gu', 'yi', 'hao'],
  // 在 myObj2 的内部创建一个迭代器
  [Symbol.iterator]: function () {
    let index = 0;
    const strArrIterator = {
      next: function () {
        if (index < myObj2.strArr.length) {
          return { done: false, value: myObj2.strArr[index++] };
        } else {
          return { done: true };
        }
      },
    };
    return strArrIterator;
  },
};

// 获取 myObj2 的迭代器对象
const strArrIterator = myObj2[Symbol.iterator]();
// 通过迭代器遍历 myObj2.strArr 的数据
console.log(strArrIterator.next());
console.log(strArrIterator.next());
console.log(strArrIterator.next());
console.log(strArrIterator.next());
console.log(strArrIterator.next());
```

打印结果：

```
{done: false, value: 'qian'}
{done: false, value: 'gu'}
{done: false, value: 'yi'}
{done: false, value: 'hao'}
{done: true}
```

### 可迭代对象的特征

上面的代码中，我们将 myObj2 数据对象封装成了可迭代对象。凡是可迭代对象，都具备如下特征：

1、可迭代对象都有一个 [Symbol.iterator]函数。通过这个函数，我们可以进行一些数据遍历操作。我们拿一个简单的数组进行举例：

```json
const myArr = ['qian', 'gu', 'yi', 'hao'];

console.log(typeof myArr[Symbol.iterator]);
console.log(myArr[Symbol.iterator]);

console.log(typeof myArr[Symbol.iterator]());
console.log(myArr[Symbol.iterator]());
// 获取数组的迭代器对象
const myIterator = myArr[Symbol.iterator]();

// 通过迭代器的 next() 方法遍历数组
console.log(myIterator.next());
console.log(myIterator.next());
console.log(myIterator.next());
console.log(myIterator.next());
console.log(myIterator.next());
```

<img src="https://img.smyhvae.com/image-20230525211636012.png" alt="image-20230525211636012" style="zoom:50%;" />

2、可迭对象可以进行 for ...  of 操作。其实  for ...  of  底层就是调用了 iterator 方法。代码举例：

```js
const myArr = ['qian', 'gu', 'yi', 'hao'];

// 可迭代对象可以进行 for ... of 操作。for ... of 也是一种遍历操作。
for (const item of myArr) {
  // 这里的 item，其实就是迭代器里的 value 属性的值。
  console.log(item);
}
```

打印结果：

```
qian
gu
yi
hao
```