TypeScript - 迭代器与生成器

在 TypeScript 中，迭代器（Iterator）和生成器（Generator）为你提供了更灵活的方式来控制数据的迭代过程。通过这些工具，你可以以更高效、可读性更强的方式处理集合、流数据或自定义的序列。本章将带你了解如何在 TypeScript 中创建和使用迭代器与生成器。

迭代器（Iterator）

什么是迭代器？

迭代器用于遍历可迭代对象。它是一个特殊函数，返回一个包含 next() 方法的迭代器对象。next() 方法返回一个包含以下两个属性的对象：

• value：序列中下一个元素的值。
• done：一个布尔值，表示迭代器是否已到达序列末尾。

示例 1：使用 values() 方法

const fruits = ['apple', 'banana', 'mango', 'orange', 'strawberry'];

const iterator = fruits.values();

console.log(iterator.next().value); // apple
console.log(iterator.next().value); // banana
console.log(iterator.next().value); // mango
console.log(iterator.next().value); // orange
console.log(iterator.next().value); // strawberry
console.log(iterator.next().value); // undefined

示例 2：创建自定义迭代器

function createArrayIterator(array: number[]): { next: () => { value: number | null; done: boolean } } {
    let currentIndex = 0;

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

const numbers = [10, 20, 30];
const iterator = createArrayIterator(numbers);

console.log(iterator.next().value); // 10
console.log(iterator.next().value); // 20
console.log(iterator.next().value); // 30
console.log(iterator.next().done);  // true

生成器（Generator）

什么是生成器？

生成器函数类似于迭代器，但它们逐个返回值，而不是一次性返回所有值。调用生成器函数时，它返回一个生成器对象，可以用来逐个获取值。

生成器函数使用 function* 语法定义，并通过 yield 关键字来返回值。每次调用生成器的 next() 方法，函数会从上一次暂停的地方继续执行。

示例 1：基本生成器函数

function* numberGenerator() {
    yield 10;
    yield 20;
    yield 30;
}

const gen = numberGenerator();

console.log(gen.next().value); // 10
console.log(gen.next().value); // 20
console.log(gen.next().value); // 30
console.log(gen.next().done);  // true

示例 2：创建范围生成器

function* range(start: number, end: number) {
    for (let i = start; i <= end; i++) {
        yield i;
    }
}

for (const num of range(1, 5)) {
    console.log(num);
}

输出结果：

1
2
3
4
5

使用 for...of 迭代生成器

你可以使用 for...of 循环来迭代生成器返回的值：

function* numbers() {
  yield 1;
  yield 2;
  yield 3;
}

for (let num of numbers()) {
  console.log(num);
}

上述代码会依次输出 1、2 和 3。使用 for...of 循环可以简化对生成器的迭代操作。

迭代器与生成器的区别

特性	迭代器	生成器
定义	遵循迭代器协议的对象，特别是实现 next() 方法。	可以暂停执行并恢复的函数，内部自动管理状态。
控制机制	通过 next() 方法手动控制迭代，返回 { value, done }。	使用 yield 暂停并返回值，使用 next() 恢复执行。
语法	通常涉及创建具有 next() 方法的对象。	使用 function* 语法定义，并包含一个或多个 yield 语句。
使用复杂度	较高，因为需要显式管理状态并实现自定义的 next() 方法。	较低，因为状态管理和迭代控制通过 yield 简化。
适用场景	适用于需要显式控制的简单自定义迭代。	适用于复杂序列、异步任务或需要利用惰性求值的场景。

小结

通过学习本章内容，你了解了如何在 TypeScript 中使用迭代器和生成器来控制数据的迭代过程。迭代器提供了一个标准的接口来遍历集合，而生成器则允许你定义可以暂停和恢复的函数，提供了更强大的控制能力。通过迭代器，你可以手动控制遍历过程，而生成器则简化了复杂序列的实现。