Generator 函數(shù)詳解

Generator 是 ES6 新增的一種函數(shù)類型，它可以返回一個(gè)迭代器對(duì)象，通過遍歷迭代器對(duì)象可以逐個(gè)取出 Generator 函數(shù)內(nèi)部的值。之所以被稱為生成器，是因?yàn)樗梢园凑找欢ǖ囊?guī)則逐個(gè)生成值，每個(gè)值可以被看作是生成器的狀態(tài)。

Generator 函數(shù)使用 function* 聲明，其中通過 yield 關(guān)鍵字產(chǎn)生一個(gè)值，并掛起函數(shù)的執(zhí)行，等待下一次遍歷繼續(xù)執(zhí)行。在遍歷完成或通過 return 關(guān)鍵字指定函數(shù)返回值后，迭代器對(duì)象會(huì)被標(biāo)記為“完成”。

function* generator() {
  yield 'one';
  yield 'two';
  return 'done';
}

const iterator = generator();

console.log(iterator.next()); //{ value: 'one', done: false }
console.log(iterator.next()); //{ value: 'two', done: false }
console.log(iterator.next()); //{ value: 'done', done: true }

在上述代碼中，我們定義了一個(gè)簡(jiǎn)單的 Generator 函數(shù)，并通過調(diào)用 next() 方法逐一遍歷迭代器對(duì)象。當(dāng)運(yùn)行到 return 語句時(shí)，迭代器對(duì)象會(huì)被標(biāo)記為“完成”，不再產(chǎn)生新的值。

Generator 與異步編程

Generator 函數(shù)是異步編程的重要工具之一，因?yàn)樗哂型胶彤惒骄幊痰碾p重特性，可以通過 yield 關(guān)鍵字掛起執(zhí)行，并在需要時(shí)恢復(fù)執(zhí)行。這使得我們能夠編寫更加直觀、簡(jiǎn)潔、易于維護(hù)的異步代碼，避免回調(diào)地獄和代碼混亂。

以使用 Generator 函數(shù)編寫的異步請(qǐng)求為例：

function* fetchData() {
  try {
    const response = yield fetch('https://example.com/data');
    const data = yield response.json();
    console.log(data);
  } catch (error) {
    console.log(error);
  }
}

const iterator = fetchData();
const promise = iterator.next().value;

promise.then(response => {
  return iterator.next(response).value;
}).then(data => {
  iterator.next(data);
}).catch(error => {
  iterator.throw(error);
});

在上述代碼中，我們定義了一個(gè)使用 Generator 函數(shù)實(shí)現(xiàn)的異步請(qǐng)求函數(shù)，通過 yield 關(guān)鍵字掛起執(zhí)行，并在 Promise 對(duì)象的 then 方法中恢復(fù)執(zhí)行。由于 Generator 函數(shù)的特殊性質(zhì)，我們可以在函數(shù)內(nèi)部通過 try-catch 語句捕獲錯(cuò)誤，提高代碼的健壯性。

值得注意的是，Generator 函數(shù)不能直接使用 await 關(guān)鍵字，需要結(jié)合 Promise 對(duì)象進(jìn)行使用。因此，在實(shí)際開發(fā)中，我們經(jīng)常會(huì)使用第三方庫如 co 和 bluebird 等來簡(jiǎn)化異步操作。

Generator 高級(jí)應(yīng)用

Generator 函數(shù)在某些場(chǎng)景下還有其他高級(jí)應(yīng)用，例如：

1. 控制 Iterator 流程

在某些情況下，我們希望通過 Generator 函數(shù)控制迭代流程，例如通過 for-of 循環(huán)或擴(kuò)展運(yùn)算符自定義迭代邏輯。

function* customIterator() {
  yield 1;
  yield 2;
  yield* [3, 4];
  yield* '567';
}

for (const item of customIterator()) {
  console.log(item); //1 2 3 4 5 6 7
}

在上述代碼中，我們定義了一個(gè)自定義的迭代器，它通過 yield* 關(guān)鍵字將 Array 和 String 對(duì)象作為子迭代器，從而生成更加復(fù)雜的序列。

2. 實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)

Generator 函數(shù)可以看作是一個(gè)非常強(qiáng)大的狀態(tài)機(jī)，通過 yield 關(guān)鍵字保存當(dāng)前狀態(tài)，并在下一次遍歷時(shí)恢復(fù)執(zhí)行。這使得我們能夠非常容易地實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)，并處理復(fù)雜的狀態(tài)轉(zhuǎn)移邏輯。

以實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的有限狀態(tài)自動(dòng)機(jī)（Finite State Machine）為例：

function* stateMachine() {
  let state = 'start';
  while (true) {
    switch (state) {
      case 'start':
        console.log('start');
        state = 'mid';
        break;
      case 'mid':
        console.log('mid');
        state = 'end';
        break;
      case 'end':
        console.log('end');
        return;
    }
  }
}
for (const item of stateMachine()) {
  console.log(item);
}

在上述代碼中，我們定義了一個(gè)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)的 Generator 函數(shù)，并在內(nèi)部通過 switch 語句進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。當(dāng)狀態(tài)為“end”時(shí)，迭代器對(duì)象會(huì)被標(biāo)記為“完成”，退出循環(huán)。

總結(jié)

Generator 函數(shù)是 ES6 新增的一種函數(shù)類型，它能返回一個(gè)迭代器對(duì)象，通過遍歷迭代器對(duì)象可以逐個(gè)取出 Generator 函數(shù)內(nèi)部的值。Generator 函數(shù)具有同步和異步編程的雙重特性，避免回調(diào)地獄和代碼混亂。在某些場(chǎng)景下，Generator 函數(shù)還可以用于控制 Iterator 流程、實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)等高級(jí)應(yīng)用。

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