JavaScript 中的生成器有什么用?
今天我們要講的是JavaScript中一個不太常用的Generator語法。我很少看到有人在實際項目開發中使用它。
可能是因為它的語法比較復雜,而且是 async/awiatcan ,所以人們很少使用它。然而,Generatorit 仍然是。
今天我們就從基礎開始練習Generator。
Generator介紹
JavaScript GeneratorE6是引入的一種新型函數,可以生成多個值序列,可以暫停和恢復執行,使我們能夠更簡單、高效地實現迭代器。
如果我們看到一個函數后面跟著一個 * 符號,那么它就是一個 Generatorfunction :
function* myGenerator() {
// Generator function
}
GeneratorFunctions 可以使用yield語句來定義要生成的值的序列。
每當yield語句時,Generator函數就會暫停執行并返回一個包含當前生成值的對象,然后執行流程將暫停,直到下一次調用generator函數。
它的返回值是一個迭代器,可以通過調用 next() 方法來獲取下一個生成的值。Generator函數中的所有yield語句都執行完畢后,done屬性為true,表示generator函數已經結束(這里的流程描述比較抽象,后面用實際案例來解釋會更好)。
GeneratorFunctions 是 Python 首先從 Coroutine 語言中的 coroutine() 概念演變而來,然后引入到 E6 標準中,希望用它來提高 JavaScript 中處理異步編程的能力。
Generator基本語法
GeneratorFunctions 使用 function*the 關鍵字定義,它可以包含多個yield表達式來控制函數執行的流程:
function* myGenerator() {
yield 1;
yield 2;
yield 3;
}
調用Generator函數并不執行函數內部的代碼,而是返回一個迭代器對象,next()通過調用這個對象的方法來執行函數的代碼,并返回yield表達式返回的值:
const myGeneratorIterator = myGenerator();
console.log(myGeneratorIterator.next()); // print { value: 1, done: false }
console.log(myGeneratorIterator.next()); // print { value: 2, done: false }
console.log(myGeneratorIterator.next()); // print { value: 3, done: false }
console.log(myGeneratorIterator.next()); // print { value: undefined, done: true }
Generator函數執行過程中,當yieldan表達式時,函數的執行會被掛起,并將表達式的值返回給調用者。
當next()方法時,函數將從中斷處繼續執行;我們可以在函數中指定返回一個最終返回值,該值將被包裝在包含要返回的屬性的完成對象中:
function* myGenerator() {
console.log('Start');
yield 1;
console.log('Middle');
yield 2;
console.log('End');
return 'Done';
}
const myGeneratorIterator = myGenerator();
console.log(myGeneratorIterator.next()); // print Start, { value: 1, done: false }
console.log(myGeneratorIterator.next()); // print Middle, { value: 2, done: false }
console.log(myGeneratorIterator.next()); // print End, { value: 'Done', done: true }
生成器的高級使用
yield*表達式
Yield* 允許 Generatorus 調用另一個 Generator 函數或函數內的可迭代對象。
當 Generatora 函數到達yield*表達式時,它會暫停執行并將執行轉移到另一個 Generator 函數或可迭代對象。
執行權不會返回到原來的Generatorfunction。
function* foo() {
yield 1;
yield 2;
}
function* bar() {
yield* foo();
yield 3;
}
for (let value of bar()) {
console.log(value); // print 1, 2, 3
}
在這個例子中,表達式inGenerator函數調用該函數并將其迭代結果依次返回給該函數。bar()yield* foo()foo()bar()
數據交互
在Generator函數中,可以使用yield表達式將數據返回給調用者,調用者next()可以通過Generator方法將數據傳遞給函數。
這使得調用者和 Generator 函數之間能夠進行數據交互。
function* foo() {
let x = yield;
yield x * 2;
}
let gen = foo();
gen.next(); // start generator
gen.next(10); // pass 10,print 20
在這個例子中,foo()函數的next()在第一次調用該方法時會停在第一個yield語句處,等待外部傳入的數據。
然后,當next()方法時將從外部傳入的數據作為yield表達式的值,然后向下執行,直到下一個yield表達式返回數據。
實際用例
異步編程
GeneratorFunctions 還可以用于實現異步編程。可以通過調用next()方法和關鍵字:yieldPromise來控制函數的執行狀態
function* myGenerator() {
const result1 = yield new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve('first'), 1000));
console.log(result1);
const result2 = yield new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve('second'), 2000));
console.log(result2);
const result3 = yield new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve('third'), 3000));
console.log(result3);
}
const generator = myGenerator();
const promise = generator.next().value;
promise.then((result) => generator.next(result).value)
.then((result) => generator.next(result).value)
.then((result) => generator.next(result).value);
看起來是不是和 async/awaitof 角色很相似,下面是兩種語法的一些比較:
優勢:
控制流程更靈活:可以使用 Generator 函數控制異步操作的執行順序,多個異步操作可以按順序執行,每個操作完成后執行下一個操作,控制流程更靈活。
Generator函數的狀態可以復用:Generator函數的狀態可以保存在對象中,需要的時候函數可以繼續執行,并且可以使用保存的狀態繼續異步操作。
更通用:GeneratorFunctions 可用于處理各種類型的異步操作,包括事件、回調、迭代器和 Promisemore 。
缺點:
更高的代碼復雜性:使用 Generator 函數可能會增加代碼的復雜性,因為需要額外的代碼和處理步驟。
可讀性差:對比async/await,Generator函數的語法和代碼結構都比較復雜,可讀性不如async/await。
控制異步進程
使用 Generatorfunctions 也非常方便。假設有一個需求場景API需要獲取,所有數據準備好后進行下一步。
此時可以使用Generator函數讓這個異步控制流程更加清晰:
function* fetchAllData() {
const data1 = yield fetch('api1');
const data2 = yield fetch('api2');
const data3 = yield fetch('api3');
return [data1, data2, data3];
}
function run(generator) {
const iterator = generator();
function handle(iteratorResult) {
if (iteratorResult.done) {
return Promise.resolve(iteratorResult.value);
}
return Promise.resolve(iteratorResult.value)
.then(res => handle(iterator.next(res)));
}
return handle(iterator.next());
}
run(fetchAllData).then(data => {
// handle all data
console.log(data);
});
處理大數據可以節省內存
在處理大數據集時,如果一次性將所有數據加載到內存中,會造成內存浪費和程序性能下降。
Generator函數可以用來按需處理數據,將數據一一讀取并轉換,減少內存占用,提高程序性能。
function* dataGenerator() {
let index = 0;
while (true) {
yield index++;
}
}
function* processData(data, processFn) {
for (let item of data) {
yield processFn(item);
}
}
const data = dataGenerator();
const processedData = processData(data, item => item * 2);
for (let i = 0; i < 500; i++) {
console.log(processedData.next().value);
}
實現狀態機
GeneratorFunctions 也可用于實現狀態機。狀態機是由一組狀態和狀態之間的轉移規則組成的數學模型,可以用來描述系統的行為和狀態。
在實際開發中,狀態機可以用來處理復雜的業務邏輯,比如表單驗證、工作流控制等。
使用Generator函數實現狀態機的過程如下:
定義狀態機的各種狀態,每個狀態對應一個 Generatorfunction 。
狀態之間的轉換是使用 Generatorfunction 的 statements.yield 實現的
調用Generator函數時,使用循環依次執行各個狀態,直到狀態機完成。
這是 Generator 實現的示例:
function* stateMachine() {
let state = 'start';
while (true) {
switch (state) {
case 'start':
console.log('Enter start state');
state = yield 'start';
break;
case 'middle':
console.log('Enter middle state');
state = yield 'middle';
break;
case 'end':
console.log('Enter end state');
state = yield 'end';
break;
}
}
}
const sm = stateMachine();
console.log(sm.next().value); // Enter start state
console.log(sm.next('middle').value); // Enter middle state
console.log(sm.next('end').value); // Enter end state
最后
Generator與async/await相比,語法更加復雜,需要手動控制執行過程,使用起來相對麻煩。這也是我很少看到Generatorit被使用的原因之一。
這種語法實際上并不像看上去那樣簡潔易懂。
但是在做一些復雜的控制流和狀態機處理的時候還是很有用的,Generator可以讓我們的流程更加清晰。