高级概念：生成器与迭代器¶

在JavaScript中，生成器（Generators）和迭代器（Iterators）是处理异步编程和复杂数据流的重要工具。它们允许你以更简洁和可读的方式编写代码，特别是在处理大量数据或需要暂停和恢复执行的情况下。

1. 迭代器（Iterators）¶

1.1 什么是迭代器？¶

迭代器是一个对象，它提供了一种标准的方式来遍历集合中的元素。迭代器对象必须实现一个 next() 方法，该方法返回一个包含 value 和 done 两个属性的对象。

value：当前迭代的值。
done：一个布尔值，表示迭代是否完成。

1.2 创建一个简单的迭代器¶

// 创建一个简单的迭代器
function createIterator(array) {
    let index = 0;

    return {
        next: function() {
            return index < array.length ?
                { value: array[index++], done: false } :
                { value: undefined, done: true };
        }
    };
}

// 使用迭代器
const iterator = createIterator([1, 2, 3]);
console.log(iterator.next()); // { value: 1, done: false }
console.log(iterator.next()); // { value: 2, done: false }
console.log(iterator.next()); // { value: 3, done: false }
console.log(iterator.next()); // { value: undefined, done: true }

在这个例子中，createIterator 函数返回一个迭代器对象，该对象可以逐个访问数组中的元素。

2. 生成器（Generators）¶

2.1 什么是生成器？¶

生成器是一种特殊的函数，它可以通过 yield 关键字暂停和恢复执行。生成器函数使用 function* 语法定义，并且返回一个生成器对象。

2.2 创建一个简单的生成器¶

// 创建一个简单的生成器
function* simpleGenerator() {
    yield 1;
    yield 2;
    yield 3;
}

// 使用生成器
const generator = simpleGenerator();
console.log(generator.next()); // { value: 1, done: false }
console.log(generator.next()); // { value: 2, done: false }
console.log(generator.next()); // { value: 3, done: false }
console.log(generator.next()); // { value: undefined, done: true }

在这个例子中，simpleGenerator 是一个生成器函数，它通过 yield 关键字暂停执行，并在每次调用 next() 时恢复执行。

2.3 生成器与迭代器的关系¶

生成器实际上是一种特殊的迭代器。生成器对象实现了 next() 方法，因此它可以被用于 for...of 循环或其他期望迭代器的上下文中。

// 使用生成器进行迭代
function* range(start, end) {
    for (let i = start; i <= end; i++) {
        yield i;
    }
}

for (let num of range(1, 5)) {
    console.log(num); // 1, 2, 3, 4, 5
}

在这个例子中，range 生成器函数生成一个从 start 到 end 的数字序列，并且可以通过 for...of 循环进行迭代。

3. 生成器的应用场景¶

3.1 异步编程¶

生成器可以用于简化异步编程。通过结合 yield 和 Promise，你可以编写出看起来像同步代码的异步代码。

// 使用生成器处理异步操作
function* asyncGenerator() {
    const result1 = yield new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve('First'), 1000));
    console.log(result1); // 'First'
    const result2 = yield new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve('Second'), 1000));
    console.log(result2); // 'Second'
}

// 运行生成器
function runGenerator(generator) {
    const iterator = generator();

    function handle(iteratorResult) {
        if (iteratorResult.done) return;

        const iteratorValue = iteratorResult.value;

        if (iteratorValue instanceof Promise) {
            iteratorValue.then(res => handle(iterator.next(res)))
                          .catch(err => iterator.throw(err));
        }
    }

    handle(iterator.next());
}

runGenerator(asyncGenerator);

在这个例子中，asyncGenerator 生成器函数通过 yield 暂停执行，等待 Promise 完成后再继续执行。

3.2 无限序列¶

生成器非常适合生成无限序列，因为它们可以在需要时生成值，而不需要一次性生成所有值。

// 生成无限序列
function* infiniteSequence() {
    let i = 0;
    while (true) {
        yield i++;
    }
}

const generator = infiniteSequence();
console.log(generator.next().value); // 0
console.log(generator.next().value); // 1
console.log(generator.next().value); // 2
// 可以无限调用 next() 获取下一个值

在这个例子中，infiniteSequence 生成器函数生成一个无限递增的序列。

4. 练习题¶

4.1 简单练习¶

创建一个生成器函数 fibonacciGenerator，生成斐波那契数列的前10个数字。

4.2 中等练习¶

使用生成器实现一个函数 take，该函数接受一个生成器和一个数字 n，并返回生成器生成的前 n 个值。

4.3 复杂练习¶

使用生成器和 Promise 实现一个简单的异步任务调度器，该调度器可以按顺序执行多个异步任务。

5. 总结¶

迭代器 是一个对象，它实现了 next() 方法，用于遍历集合中的元素。
生成器 是一种特殊的函数，它可以通过 yield 关键字暂停和恢复执行，生成器对象实现了迭代器协议。
生成器非常适合处理异步编程和生成无限序列。
生成器和迭代器可以结合使用，以简化复杂的编程任务。

通过掌握生成器和迭代器，你可以编写出更加简洁、可读性更高的代码，特别是在处理异步操作和复杂数据流时。