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# Generator 函数
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## 简介
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### 基本概念
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Generator函数是ES6提供的一种异步编程解决方案，语法行为与传统函数完全不同。本章详细介绍Generator函数的语法和API，它的异步编程应用请看《异步操作》一章。
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Generator函数有多种理解角度。从语法上，首先可以把它理解成，Generator函数是一个状态机，封装了多个内部状态。
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执行Generator函数会返回一个遍历器对象，也就是说，Generator函数除了状态机，还是一个遍历器对象生成函数。返回的遍历器对象，可以依次遍历Generator函数内部的每一个状态。
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形式上，Generator函数是一个普通函数，但是有两个特征。一是，`function`命令与函数名之间有一个星号；二是，函数体内部使用`yield`语句，定义不同的内部状态（yield语句在英语里的意思就是“产出”）。
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```javascript
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function* helloWorldGenerator() {
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yield 'hello';
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yield 'world';
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return 'ending';
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}
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var hw = helloWorldGenerator();
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```
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上面代码定义了一个Generator函数`helloWorldGenerator`，它内部有两个`yield`语句“hello”和“world”，即该函数有三个状态：hello，world和return语句（结束执行）。
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然后，Generator函数的调用方法与普通函数一样，也是在函数名后面加上一对圆括号。不同的是，调用Generator函数后，该函数并不执行，返回的也不是函数运行结果，而是一个指向内部状态的指针对象，也就是上一章介绍的遍历器对象（Iterator Object）。
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下一步，必须调用遍历器对象的next方法，使得指针移向下一个状态。也就是说，每次调用`next`方法，内部指针就从函数头部或上一次停下来的地方开始执行，直到遇到下一个`yield`语句（或`return`语句）为止。换言之，Generator函数是分段执行的，`yield`语句是暂停执行的标记，而`next`方法可以恢复执行。
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```javascript
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hw.next()
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// { value: 'hello', done: false }
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hw.next()
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// { value: 'world', done: false }
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hw.next()
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// { value: 'ending', done: true }
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hw.next()
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// { value: undefined, done: true }
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```
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上面代码一共调用了四次`next`方法。
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第一次调用，Generator函数开始执行，直到遇到第一个`yield`语句为止。`next`方法返回一个对象，它的`value`属性就是当前`yield`语句的值hello，`done`属性的值false，表示遍历还没有结束。
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第二次调用，Generator函数从上次`yield`语句停下的地方，一直执行到下一个`yield`语句。`next`方法返回的对象的`value`属性就是当前`yield`语句的值world，`done`属性的值false，表示遍历还没有结束。
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第三次调用，Generator函数从上次`yield`语句停下的地方，一直执行到`return`语句（如果没有return语句，就执行到函数结束）。`next`方法返回的对象的`value`属性，就是紧跟在`return`语句后面的表达式的值（如果没有`return`语句，则`value`属性的值为undefined），`done`属性的值true，表示遍历已经结束。
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第四次调用，此时Generator函数已经运行完毕，`next`方法返回对象的`value`属性为undefined，`done`属性为true。以后再调用`next`方法，返回的都是这个值。
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总结一下，调用Generator函数，返回一个遍历器对象，代表Generator函数的内部指针。以后，每次调用遍历器对象的`next`方法，就会返回一个有着`value`和`done`两个属性的对象。`value`属性表示当前的内部状态的值，是`yield`语句后面那个表达式的值；`done`属性是一个布尔值，表示是否遍历结束。
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ES6没有规定，`function`关键字与函数名之间的星号，写在哪个位置。这导致下面的写法都能通过。
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```javascript
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function * foo(x, y) { ··· }
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function *foo(x, y) { ··· }
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function* foo(x, y) { ··· }
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function*foo(x, y) { ··· }
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```
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由于Generator函数仍然是普通函数，所以一般的写法是上面的第三种，即星号紧跟在`function`关键字后面。本书也采用这种写法。
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### yield语句
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由于Generator函数返回的遍历器对象，只有调用`next`方法才会遍历下一个内部状态，所以其实提供了一种可以暂停执行的函数。`yield`语句就是暂停标志。
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遍历器对象的`next`方法的运行逻辑如下。
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（1）遇到`yield`语句，就暂停执行后面的操作，并将紧跟在`yield`后面的那个表达式的值，作为返回的对象的`value`属性值。
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（2）下一次调用`next`方法时，再继续往下执行，直到遇到下一个`yield`语句。
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（3）如果没有再遇到新的`yield`语句，就一直运行到函数结束，直到`return`语句为止，并将`return`语句后面的表达式的值，作为返回的对象的`value`属性值。
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（4）如果该函数没有`return`语句，则返回的对象的`value`属性值为`undefined`。
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需要注意的是，`yield`语句后面的表达式，只有当调用`next`方法、内部指针指向该语句时才会执行，因此等于为JavaScript提供了手动的“惰性求值”（Lazy Evaluation）的语法功能。
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```javascript
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function* gen() {
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yield 123 + 456;
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}
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```
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上面代码中，yield后面的表达式`123 + 456`，不会立即求值，只会在`next`方法将指针移到这一句时，才会求值。
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`yield`语句与`return`语句既有相似之处，也有区别。相似之处在于，都能返回紧跟在语句后面的那个表达式的值。区别在于每次遇到`yield`，函数暂停执行，下一次再从该位置继续向后执行，而`return`语句不具备位置记忆的功能。一个函数里面，只能执行一次（或者说一个）`return`语句，但是可以执行多次（或者说多个）`yield`语句。正常函数只能返回一个值，因为只能执行一次`return`；Generator函数可以返回一系列的值，因为可以有任意多个`yield`。从另一个角度看，也可以说Generator生成了一系列的值，这也就是它的名称的来历（在英语中，generator这个词是“生成器”的意思）。
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Generator函数可以不用`yield`语句，这时就变成了一个单纯的暂缓执行函数。
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```javascript
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function* f() {
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console.log('执行了！')
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}
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var generator = f();
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setTimeout(function () {
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generator.next()
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}, 2000);
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```
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上面代码中，函数`f`如果是普通函数，在为变量`generator`赋值时就会执行。但是，函数`f`是一个Generator函数，就变成只有调用`next`方法时，函数`f`才会执行。
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另外需要注意，`yield`语句不能用在普通函数中，否则会报错。
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```javascript
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(function (){
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yield 1;
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})()
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// SyntaxError: Unexpected number
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```
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上面代码在一个普通函数中使用`yield`语句，结果产生一个句法错误。
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下面是另外一个例子。
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```javascript
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var arr = [1, [[2, 3], 4], [5, 6]];
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var flat = function* (a) {
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a.forEach(function (item) {
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if (typeof item !== 'number') {
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yield* flat(item);
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} else {
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yield item;
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}
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}
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};
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for (var f of flat(arr)){
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console.log(f);
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}
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```
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上面代码也会产生句法错误，因为`forEach`方法的参数是一个普通函数，但是在里面使用了`yield`语句（这个函数里面还使用了`yield*`语句，这里可以不用理会，详细说明见后文）。一种修改方法是改用`for`循环。
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```javascript
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var arr = [1, [[2, 3], 4], [5, 6]];
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var flat = function* (a) {
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var length = a.length;
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for (var i = 0; i < length; i++) {
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var item = a[i];
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if (typeof item !== 'number') {
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yield* flat(item);
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} else {
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yield item;
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}
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}
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};
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for (var f of flat(arr)) {
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console.log(f);
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}
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// 1, 2, 3, 4, 5, 6
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```
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另外，`yield`语句如果用在一个表达式之中，必须放在圆括号里面。
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```javascript
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console.log('Hello' + yield); // SyntaxError
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console.log('Hello' + yield 123); // SyntaxError
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console.log('Hello' + (yield)); // OK
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console.log('Hello' + (yield 123)); // OK
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```
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`yield`语句用作函数参数或赋值表达式的右边，可以不加括号。
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```javascript
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foo(yield 'a', yield 'b'); // OK
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let input = yield; // OK
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```
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### 与Iterator接口的关系
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上一章说过，任意一个对象的`Symbol.iterator`方法，等于该对象的遍历器对象生成函数，调用该函数会返回该对象的一个遍历器对象。
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遍历器对象本身也有`Symbol.iterator`方法，执行后返回自身。
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```javascript
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function* gen(){
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// some code
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}
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var g = gen();
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g[Symbol.iterator]() === g
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// true
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```
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上面代码中，`gen`是一个Generator函数，调用它会生成一个遍历器对象`g`。它的`Symbol.iterator`属性，也是一个遍历器对象生成函数，执行后返回它自己。
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## next方法的参数
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`yield`句本身没有返回值，或者说总是返回`undefined`。`next`方法可以带一个参数，该参数就会被当作上一个`yield`语句的返回值。
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```javascript
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function* f() {
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for(var i=0; true; i++) {
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var reset = yield i;
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if(reset) { i = -1; }
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}
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}
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var g = f();
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g.next() // { value: 0, done: false }
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g.next() // { value: 1, done: false }
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g.next(true) // { value: 0, done: false }
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```
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上面代码先定义了一个可以无限运行的Generator函数`f`，如果`next`方法没有参数，每次运行到`yield`语句，变量`reset`的值总是`undefined`。当`next`方法带一个参数`true`时，当前的变量`reset`就被重置为这个参数（即`true`），因此`i`会等于-1，下一轮循环就会从-1开始递增。
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这个功能有很重要的语法意义。Generator函数从暂停状态到恢复运行，它的上下文状态（context）是不变的。通过`next`方法的参数，就有办法在Generator函数开始运行之后，继续向函数体内部注入值。也就是说，可以在Generator函数运行的不同阶段，从外部向内部注入不同的值，从而调整函数行为。
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再看一个例子。
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```javascript
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function* foo(x) {
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var y = 2 * (yield (x + 1));
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var z = yield (y / 3);
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return (x + y + z);
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}
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var a = foo(5);
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a.next() // Object{value:6, done:false}
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a.next() // Object{value:NaN, done:false}
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a.next() // Object{value:NaN, done:false}
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var b = foo(5);
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b.next() // { value:6, done:false }
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b.next(12) // { value:8, done:false }
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b.next(13) // { value:42, done:true }
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```
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上面代码中，第二次运行`next`方法的时候不带参数，导致y的值等于`2 * undefined`（即`NaN`），除以3以后还是`NaN`，因此返回对象的`value`属性也等于`NaN`。第三次运行`Next`方法的时候不带参数，所以`z`等于`undefined`，返回对象的`value`属性等于`5 + NaN + undefined`，即`NaN`。
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如果向`next`方法提供参数，返回结果就完全不一样了。上面代码第一次调用`b`的`next`方法时，返回`x+1`的值6；第二次调用`next`方法，将上一次`yield`语句的值设为12，因此`y`等于24，返回`y / 3`的值8；第三次调用`next`方法，将上一次`yield`语句的值设为13，因此`z`等于13，这时`x`等于5，`y`等于24，所以`return`语句的值等于42。
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注意，由于`next`方法的参数表示上一个`yield`语句的返回值，所以第一次使用`next`方法时，不能带有参数。V8引擎直接忽略第一次使用`next`方法时的参数，只有从第二次使用`next`方法开始，参数才是有效的。从语义上讲，第一个`next`方法用来启动遍历器对象，所以不用带有参数。
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如果想要第一次调用`next`方法时，就能够输入值，可以在Generator函数外面再包一层。
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```javascript
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function wrapper(generatorFunction) {
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return function (...args) {
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let generatorObject = generatorFunction(...args);
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generatorObject.next();
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return generatorObject;
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};
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}
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const wrapped = wrapper(function* () {
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console.log(`First input: ${yield}`);
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return 'DONE';
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});
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wrapped().next('hello!')
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// First input: hello!
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```
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上面代码中，Generator函数如果不用`wrapper`先包一层，是无法第一次调用`next`方法，就输入参数的。
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再看一个通过`next`方法的参数，向Generator函数内部输入值的例子。
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```javascript
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function* dataConsumer() {
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console.log('Started');
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console.log(`1. ${yield}`);
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console.log(`2. ${yield}`);
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return 'result';
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}
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let genObj = dataConsumer();
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genObj.next();
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// Started
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genObj.next('a')
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// 1. a
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genObj.next('b')
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// 2. b
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```
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上面代码是一个很直观的例子，每次通过`next`方法向Generator函数输入值，然后打印出来。
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## for...of循环
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`for...of`循环可以自动遍历Generator函数，且此时不再需要调用`next`方法。
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```javascript
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function *foo() {
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yield 1;
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yield 2;
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yield 3;
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yield 4;
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yield 5;
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return 6;
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}
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for (let v of foo()) {
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console.log(v);
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}
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// 1 2 3 4 5
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```
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上面代码使用`for...of`循环，依次显示5个`yield`语句的值。这里需要注意，一旦`next`方法的返回对象的`done`属性为`true`，`for...of`循环就会中止，且不包含该返回对象，所以上面代码的`return`语句返回的6，不包括在`for...of`循环之中。
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下面是一个利用Generator函数和`for...of`循环，实现斐波那契数列的例子。
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```javascript
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function* fibonacci() {
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let [prev, curr] = [0, 1];
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for (;;) {
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[prev, curr] = [curr, prev + curr];
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yield curr;
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}
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}
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for (let n of fibonacci()) {
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if (n > 1000) break;
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console.log(n);
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}
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```
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从上面代码可见，使用`for...of`语句时不需要使用next方法。
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前面章节曾经介绍过，`for...of`循环、扩展运算符（`...`）、解构赋值和`Array.from`方法内部调用的，都是遍历器接口。这意味着，它们可以将Generator函数返回的Iterator对象，作为参数。
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```javascript
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function* numbers () {
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yield 1
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yield 2
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return 3
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yield 4
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}
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[...numbers()] // [1, 2]
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Array.from(numbers()) // [1, 2]
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let [x, y] = numbers();
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x // 1
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y // 2
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for (let n of numbers()) {
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console.log(n)
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}
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// 1
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// 2
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```
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利用`for...of`循环，可以写出遍历任意对象的方法。原生的JavaScript对象没有遍历接口，无法使用`for...of`循环，通过Generator函数为它加上这个接口，就可以用了。
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```javascript
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function* objectEntries(obj) {
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let propKeys = Reflect.ownKeys(obj);
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for (let propKey of propKeys) {
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yield [propKey, obj[propKey]];
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}
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}
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let jane = { first: 'Jane', last: 'Doe' };
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for (let [key, value] of objectEntries(jane)) {
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console.log(`${key}: ${value}`);
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||
}
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// first: Jane
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// last: Doe
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```
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上面代码中，对象`jane`原生不具备Iterator接口，无法用`for...of`遍历。这时，我们通过Generator函数`objectEntries`为它加上遍历器接口，就可以用`for...of`遍历了。加上遍历器接口的另一种写法是，将Generator函数加到对象的`Symbol.iterator`属性上面。
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```javascript
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function* objectEntries() {
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let propKeys = Object.keys(this);
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for (let propKey of propKeys) {
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||
yield [propKey, this[propKey]];
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||
}
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||
}
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||
let jane = { first: 'Jane', last: 'Doe' };
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||
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||
jane[Symbol.iterator] = objectEntries;
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||
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||
for (let [key, value] of jane) {
|
||
console.log(`${key}: ${value}`);
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||
}
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// first: Jane
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||
// last: Doe
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```
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## Generator.prototype.throw()
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Generator函数返回的遍历器对象，都有一个`throw`方法，可以在函数体外抛出错误，然后在Generator函数体内捕获。
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```javascript
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var g = function* () {
|
||
while (true) {
|
||
try {
|
||
yield;
|
||
} catch (e) {
|
||
if (e != 'a') throw e;
|
||
console.log('内部捕获', e);
|
||
}
|
||
}
|
||
};
|
||
|
||
var i = g();
|
||
i.next();
|
||
|
||
try {
|
||
i.throw('a');
|
||
i.throw('b');
|
||
} catch (e) {
|
||
console.log('外部捕获', e);
|
||
}
|
||
// 内部捕获 a
|
||
// 外部捕获 b
|
||
```
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||
上面代码中，遍历器对象`i`连续抛出两个错误。第一个错误被Generator函数体内的`catch`语句捕获，此时Generator函数就算执行完成了，不会再继续执行了。遍历器对象`i`第二次抛出错误，由于Generator函数内部的`catch`语句已经执行过了，不会再捕捉到这个错误了，所以这个错误就被抛出了Generator函数体，被函数体外的`catch`语句捕获。
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||
|
||
注意，不要混淆遍历器对象的`throw`方法和全局的`throw`命令。上面代码的错误，是用遍历器对象的`throw`方法抛出的，而不是用`throw`命令抛出的。后者只能被函数体外的`catch`语句捕获。
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||
```javascript
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||
var g = function* () {
|
||
while (true) {
|
||
try {
|
||
yield;
|
||
} catch (e) {
|
||
if (e != 'a') throw e;
|
||
console.log('内部捕获', e);
|
||
}
|
||
}
|
||
};
|
||
|
||
var i = g();
|
||
i.next();
|
||
|
||
try {
|
||
throw new Error('a');
|
||
throw new Error('b');
|
||
} catch (e) {
|
||
console.log('外部捕获', e);
|
||
}
|
||
// 外部捕获 [Error: a]
|
||
```
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||
上面代码之所以只捕获了`a`，是因为函数体外的`catch`语句块，捕获了抛出的`a`错误以后，就不会再继续`try`代码块里面剩余的语句了。
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||
如果Generator函数内部没有部署`try...catch`代码块，那么`throw`方法抛出的错误，将被外部`try...catch`代码块捕获。
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```javascript
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||
var g = function* () {
|
||
while (true) {
|
||
yield;
|
||
console.log('内部捕获', e);
|
||
}
|
||
};
|
||
|
||
var i = g();
|
||
i.next();
|
||
|
||
try {
|
||
i.throw('a');
|
||
i.throw('b');
|
||
} catch (e) {
|
||
console.log('外部捕获', e);
|
||
}
|
||
// 外部捕获 a
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||
```
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||
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||
上面代码中，遍历器函数`g`内部没有部署`try...catch`代码块，所以抛出的错误直接被外部`catch`代码块捕获。
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||
如果Generator函数内部部署了`try...catch`代码块，那么遍历器的`throw`方法抛出的错误，不影响下一次遍历，否则遍历直接终止。
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||
|
||
```javascript
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||
var gen = function* gen(){
|
||
try {
|
||
yield console.log('hello');
|
||
} catch (e) {
|
||
// ...
|
||
}
|
||
yield console.log('world');
|
||
}
|
||
|
||
var g = gen();
|
||
g.next();
|
||
g.throw();
|
||
g.next();
|
||
// hello
|
||
// world
|
||
```
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||
|
||
上面代码在两次`next`方法之间，使用`throw`方法抛出了一个错误。由于这个错误在Generator函数内部被捕获了，所以不影响第二次`next`方法的执行。
|
||
|
||
```javascript
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||
var gen = function* gen(){
|
||
yield console.log('hello');
|
||
yield console.log('world');
|
||
}
|
||
|
||
var g = gen();
|
||
g.next();
|
||
|
||
try {
|
||
throw new Error();
|
||
} catch (e) {
|
||
g.next();
|
||
}
|
||
// hello
|
||
// world
|
||
```
|
||
|
||
上面代码中，`throw`命令抛出的错误不会影响到遍历器的状态，所以两次执行`next`方法，都取到了正确的操作。
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||
|
||
这种函数体内捕获错误的机制，大大方便了对错误的处理。如果使用回调函数的写法，想要捕获多个错误，就不得不为每个函数写一个错误处理语句。
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||
|
||
```javascript
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||
foo('a', function (a) {
|
||
if (a.error) {
|
||
throw new Error(a.error);
|
||
}
|
||
|
||
foo('b', function (b) {
|
||
if (b.error) {
|
||
throw new Error(b.error);
|
||
}
|
||
|
||
foo('c', function (c) {
|
||
if (c.error) {
|
||
throw new Error(c.error);
|
||
}
|
||
|
||
console.log(a, b, c);
|
||
});
|
||
});
|
||
});
|
||
```
|
||
|
||
使用Generator函数可以大大简化上面的代码。
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||
|
||
```javascript
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||
function* g(){
|
||
try {
|
||
var a = yield foo('a');
|
||
var b = yield foo('b');
|
||
var c = yield foo('c');
|
||
} catch (e) {
|
||
console.log(e);
|
||
}
|
||
|
||
console.log(a, b, c);
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
反过来，Generator函数内抛出的错误，也可以被函数体外的`catch`捕获。
|
||
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||
```javascript
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||
function *foo() {
|
||
var x = yield 3;
|
||
var y = x.toUpperCase();
|
||
yield y;
|
||
}
|
||
|
||
var it = foo();
|
||
|
||
it.next(); // { value:3, done:false }
|
||
|
||
try {
|
||
it.next(42);
|
||
} catch (err) {
|
||
console.log(err);
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
上面代码中，第二个`next`方法向函数体内传入一个参数42，数值是没有`toUpperCase`方法的，所以会抛出一个TypeError错误，被函数体外的`catch`捕获。
|
||
|
||
一旦Generator执行过程中抛出错误，就不会再执行下去了。如果此后还调用next方法，将返回一个`value`属性等于`undefined`、`done`属性等于`true`的对象，即JavaScript引擎认为这个Generator已经运行结束了。
|
||
|
||
```javascript
|
||
function* g() {
|
||
yield 1;
|
||
console.log('throwing an exception');
|
||
throw new Error('generator broke!');
|
||
yield 2;
|
||
yield 3;
|
||
}
|
||
|
||
function log(generator) {
|
||
var v;
|
||
console.log('starting generator');
|
||
try {
|
||
v = generator.next(); // { value: undefined, done: true }
|
||
console.log('第一次运行next方法', v);
|
||
} catch (err) {
|
||
console.log('捕捉错误', v);
|
||
}
|
||
try {
|
||
v = generator.next();
|
||
console.log('第二次运行next方法', v);
|
||
} catch (err) {
|
||
console.log('捕捉错误', v);
|
||
}
|
||
try {
|
||
v = generator.next();
|
||
console.log('第三次运行next方法', v);
|
||
} catch (err) {
|
||
console.log('捕捉错误', v);
|
||
}
|
||
console.log('caller done');
|
||
}
|
||
|
||
log(g());
|
||
// starting generator
|
||
// 第一次运行next方法 { value: 1, done: false }
|
||
// throwing an exception
|
||
// 捕捉错误 { value: 1, done: false }
|
||
// 第三次运行next方法 { value: undefined, done: true }
|
||
// caller done
|
||
```
|
||
|
||
上面代码一共三次运行`next`方法，第二次运行的时候会抛出错误，然后第三次运行的时候，Generator函数就已经结束了，不再执行下去了。
|
||
|
||
## Generator.prototype.return()
|
||
|
||
Generator函数返回的遍历器对象，还有一个`return`方法，可以返回给定的值，并且终结遍历Generator函数。
|
||
|
||
```javascript
|
||
function* gen() {
|
||
yield 1;
|
||
yield 2;
|
||
yield 3;
|
||
}
|
||
|
||
var g = gen();
|
||
|
||
g.next() // { value: 1, done: false }
|
||
g.return("foo") // { value: "foo", done: true }
|
||
g.next() // { value: undefined, done: true }
|
||
```
|
||
|
||
上面代码中，遍历器对象`g`调用`return`方法后，返回值的`value`属性就是`return`方法的参数`foo`。并且，Generator函数的遍历就终止了，返回值的`done`属性为`true`，以后再调用`next`方法，`done`属性总是返回`true`。
|
||
|
||
如果`return`方法调用时，不提供参数，则返回值的`vaule`属性为`undefined`。
|
||
|
||
```javascript
|
||
function* gen() {
|
||
yield 1;
|
||
yield 2;
|
||
yield 3;
|
||
}
|
||
|
||
var g = gen();
|
||
|
||
g.next() // { value: 1, done: false }
|
||
g.return() // { value: undefined, done: true }
|
||
```
|
||
|
||
如果Generator函数内部有`try...finally`代码块，那么`return`方法会推迟到`finally`代码块执行完再执行。
|
||
|
||
```javascript
|
||
function* numbers () {
|
||
yield 1;
|
||
try {
|
||
yield 2;
|
||
yield 3;
|
||
} finally {
|
||
yield 4;
|
||
yield 5;
|
||
}
|
||
yield 6;
|
||
}
|
||
var g = numbers()
|
||
g.next() // { done: false, value: 1 }
|
||
g.next() // { done: false, value: 2 }
|
||
g.return(7) // { done: false, value: 4 }
|
||
g.next() // { done: false, value: 5 }
|
||
g.next() // { done: true, value: 7 }
|
||
```
|
||
|
||
上面代码中，调用`return`方法后，就开始执行`finally`代码块，然后等到`finally`代码块执行完，再执行`return`方法。
|
||
|
||
## yield*语句
|
||
|
||
如果在Generater函数内部，调用另一个Generator函数，默认情况下是没有效果的。
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||
|
||
```javascript
|
||
function* foo() {
|
||
yield 'a';
|
||
yield 'b';
|
||
}
|
||
|
||
function* bar() {
|
||
yield 'x';
|
||
foo();
|
||
yield 'y';
|
||
}
|
||
|
||
for (let v of bar()){
|
||
console.log(v);
|
||
}
|
||
// "x"
|
||
// "y"
|
||
```
|
||
|
||
上面代码中，`foo`和`bar`都是Generator函数，在`bar`里面调用`foo`，是不会有效果的。
|
||
|
||
这个就需要用到`yield*`语句，用来在一个Generator函数里面执行另一个Generator函数。
|
||
|
||
```javascript
|
||
function* bar() {
|
||
yield 'x';
|
||
yield* foo();
|
||
yield 'y';
|
||
}
|
||
|
||
// 等同于
|
||
function* bar() {
|
||
yield 'x';
|
||
yield 'a';
|
||
yield 'b';
|
||
yield 'y';
|
||
}
|
||
|
||
// 等同于
|
||
function* bar() {
|
||
yield 'x';
|
||
for (let v of foo()) {
|
||
console.log(v);
|
||
}
|
||
yield 'y';
|
||
}
|
||
|
||
for (let v of bar()){
|
||
console.log(v);
|
||
}
|
||
// "x"
|
||
// "a"
|
||
// "b"
|
||
// "y"
|
||
```
|
||
|
||
再来看一个对比的例子。
|
||
|
||
```javascript
|
||
function* inner() {
|
||
yield 'hello!';
|
||
}
|
||
|
||
function* outer1() {
|
||
yield 'open';
|
||
yield inner();
|
||
yield 'close';
|
||
}
|
||
|
||
var gen = outer1()
|
||
gen.next().value // "open"
|
||
gen.next().value // 返回一个遍历器对象
|
||
gen.next().value // "close"
|
||
|
||
function* outer2() {
|
||
yield 'open'
|
||
yield* inner()
|
||
yield 'close'
|
||
}
|
||
|
||
var gen = outer2()
|
||
gen.next().value // "open"
|
||
gen.next().value // "hello!"
|
||
gen.next().value // "close"
|
||
```
|
||
|
||
上面例子中，`outer2`使用了`yield*`，`outer1`没使用。结果就是，`outer1`返回一个遍历器对象，`outer2`返回该遍历器对象的内部值。
|
||
|
||
从语法角度看，如果`yield`命令后面跟的是一个遍历器对象，需要在`yield`命令后面加上星号，表明它返回的是一个遍历器对象。这被称为`yield*`语句。
|
||
|
||
```javascript
|
||
let delegatedIterator = (function* () {
|
||
yield 'Hello!';
|
||
yield 'Bye!';
|
||
}());
|
||
|
||
let delegatingIterator = (function* () {
|
||
yield 'Greetings!';
|
||
yield* delegatedIterator;
|
||
yield 'Ok, bye.';
|
||
}());
|
||
|
||
for(let value of delegatingIterator) {
|
||
console.log(value);
|
||
}
|
||
// "Greetings!
|
||
// "Hello!"
|
||
// "Bye!"
|
||
// "Ok, bye."
|
||
```
|
||
|
||
上面代码中，`delegatingIterator`是代理者，`delegatedIterator`是被代理者。由于`yield* delegatedIterator`语句得到的值，是一个遍历器，所以要用星号表示。运行结果就是使用一个遍历器，遍历了多个Generator函数，有递归的效果。
|
||
|
||
`yield*`语句等同于在Generator函数内部，部署一个`for...of`循环。
|
||
|
||
```javascript
|
||
function* concat(iter1, iter2) {
|
||
yield* iter1;
|
||
yield* iter2;
|
||
}
|
||
|
||
// 等同于
|
||
|
||
function* concat(iter1, iter2) {
|
||
for (var value of iter1) {
|
||
yield value;
|
||
}
|
||
for (var value of iter2) {
|
||
yield value;
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
上面代码说明，`yield*`不过是`for...of`的一种简写形式，完全可以用后者替代前者。
|
||
|
||
如果`yield*`后面跟着一个数组，由于数组原生支持遍历器，因此就会遍历数组成员。
|
||
|
||
```javascript
|
||
function* gen(){
|
||
yield* ["a", "b", "c"];
|
||
}
|
||
|
||
gen().next() // { value:"a", done:false }
|
||
```
|
||
|
||
上面代码中，`yield`命令后面如果不加星号，返回的是整个数组，加了星号就表示返回的是数组的遍历器对象。
|
||
|
||
实际上，任何数据结构只要有Iterator接口，就可以被`yield*`遍历。
|
||
|
||
```javascript
|
||
let read = (function* () {
|
||
yield 'hello';
|
||
yield* 'hello';
|
||
})();
|
||
|
||
read.next().value // "hello"
|
||
read.next().value // "h"
|
||
```
|
||
|
||
上面代码中，`yield`语句返回整个字符串，`yield*`语句返回单个字符。因为字符串具有Iterator接口，所以被`yield*`遍历。
|
||
|
||
如果被代理的Generator函数有`return`语句，那么就可以向代理它的Generator函数返回数据。
|
||
|
||
```javascript
|
||
function *foo() {
|
||
yield 2;
|
||
yield 3;
|
||
return "foo";
|
||
}
|
||
|
||
function *bar() {
|
||
yield 1;
|
||
var v = yield *foo();
|
||
console.log( "v: " + v );
|
||
yield 4;
|
||
}
|
||
|
||
var it = bar();
|
||
|
||
it.next()
|
||
// {value: 1, done: false}
|
||
it.next()
|
||
// {value: 2, done: false}
|
||
it.next()
|
||
// {value: 3, done: false}
|
||
it.next();
|
||
// "v: foo"
|
||
// {value: 4, done: false}
|
||
it.next()
|
||
// {value: undefined, done: true}
|
||
```
|
||
|
||
上面代码在第四次调用`next`方法的时候，屏幕上会有输出，这是因为函数`foo`的`return`语句，向函数`bar`提供了返回值。
|
||
|
||
再看一个例子。
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||
|
||
```javascript
|
||
function* genFuncWithReturn() {
|
||
yield 'a';
|
||
yield 'b';
|
||
return 'The result';
|
||
}
|
||
function* logReturned(genObj) {
|
||
let result = yield* genObj;
|
||
console.log(result);
|
||
}
|
||
|
||
[...logReturned(genFuncWithReturn())]
|
||
// The result
|
||
// 值为 [ 'a', 'b' ]
|
||
```
|
||
|
||
上面代码中，存在两次遍历。第一次是扩展运算符遍历函数`logReturned`返回的遍历器对象，第二次是`yield*`语句遍历函数`genFuncWithReturn`返回的遍历器对象。这两次遍历的效果是叠加的，最终表现为扩展运算符遍历函数`genFuncWithReturn`返回的遍历器对象。所以，最后的数据表达式得到的值等于`[ 'a', 'b' ]`。但是，函数`genFuncWithReturn`的`return`语句的返回值`The result`，会返回给函数`logReturned`内部的`result`变量，因此会有终端输出。
|
||
|
||
`yield*`命令可以很方便地取出嵌套数组的所有成员。
|
||
|
||
```javascript
|
||
function* iterTree(tree) {
|
||
if (Array.isArray(tree)) {
|
||
for(let i=0; i < tree.length; i++) {
|
||
yield* iterTree(tree[i]);
|
||
}
|
||
} else {
|
||
yield tree;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
const tree = [ 'a', ['b', 'c'], ['d', 'e'] ];
|
||
|
||
for(let x of iterTree(tree)) {
|
||
console.log(x);
|
||
}
|
||
// a
|
||
// b
|
||
// c
|
||
// d
|
||
// e
|
||
```
|
||
|
||
下面是一个稍微复杂的例子，使用`yield*`语句遍历完全二叉树。
|
||
|
||
```javascript
|
||
// 下面是二叉树的构造函数，
|
||
// 三个参数分别是左树、当前节点和右树
|
||
function Tree(left, label, right) {
|
||
this.left = left;
|
||
this.label = label;
|
||
this.right = right;
|
||
}
|
||
|
||
// 下面是中序（inorder）遍历函数。
|
||
// 由于返回的是一个遍历器，所以要用generator函数。
|
||
// 函数体内采用递归算法，所以左树和右树要用yield*遍历
|
||
function* inorder(t) {
|
||
if (t) {
|
||
yield* inorder(t.left);
|
||
yield t.label;
|
||
yield* inorder(t.right);
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 下面生成二叉树
|
||
function make(array) {
|
||
// 判断是否为叶节点
|
||
if (array.length == 1) return new Tree(null, array[0], null);
|
||
return new Tree(make(array[0]), array[1], make(array[2]));
|
||
}
|
||
let tree = make([[['a'], 'b', ['c']], 'd', [['e'], 'f', ['g']]]);
|
||
|
||
// 遍历二叉树
|
||
var result = [];
|
||
for (let node of inorder(tree)) {
|
||
result.push(node);
|
||
}
|
||
|
||
result
|
||
// ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g']
|
||
```
|
||
|
||
## 作为对象属性的Generator函数
|
||
|
||
如果一个对象的属性是Generator函数，可以简写成下面的形式。
|
||
|
||
```javascript
|
||
let obj = {
|
||
* myGeneratorMethod() {
|
||
···
|
||
}
|
||
};
|
||
```
|
||
|
||
上面代码中，`myGeneratorMethod`属性前面有一个星号，表示这个属性是一个Generator函数。
|
||
|
||
它的完整形式如下，与上面的写法是等价的。
|
||
|
||
```javascript
|
||
let obj = {
|
||
myGeneratorMethod: function* () {
|
||
// ···
|
||
}
|
||
};
|
||
```
|
||
|
||
## Generator函数的`this`
|
||
|
||
Generator函数总是返回一个遍历器，ES6规定这个遍历器是Generator函数的实例，也继承了Generator函数的`prototype`对象上的方法。
|
||
|
||
```javascript
|
||
function* g() {}
|
||
|
||
g.prototype.hello = function () {
|
||
return 'hi!';
|
||
};
|
||
|
||
let obj = g();
|
||
|
||
obj instanceof g // true
|
||
obj.hello() // 'hi!'
|
||
```
|
||
|
||
上面代码表明，Generator函数`g`返回的遍历器`obj`，是`g`的实例，而且继承了`g.prototype`。但是，如果把`g`当作普通的构造函数，并不会生效，因为`g`返回的总是遍历器对象，而不是`this`对象。
|
||
|
||
```javascript
|
||
function* g() {
|
||
this.a = 11;
|
||
}
|
||
|
||
let obj = g();
|
||
obj.a // undefined
|
||
```
|
||
|
||
上面代码中，Generator函数`g`在`this`对象上面添加了一个属性`a`，但是`obj`对象拿不到这个属性。
|
||
|
||
|
||
```javascript
|
||
function* F(){
|
||
yield this.x = 2;
|
||
yield this.y = 3;
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
上面代码中，函数F是一个构造函数，又是一个Generator函数。这时，使用new命令就无法生成F的实例了，因为F返回的是一个内部指针。
|
||
|
||
```javascript
|
||
'next' in (new F())
|
||
// true
|
||
```
|
||
|
||
上面代码中，由于`new F()`返回的是一个Iterator对象，具有next方法，所以上面的表达式为true。
|
||
|
||
如果要把Generator函数当作正常的构造函数使用，可以采用下面的变通方法。首先，生成一个空对象，使用`bind`方法绑定Generator函数内部的`this`。这样，构造函数调用以后，这个空对象就是Generator函数的实例对象了。
|
||
|
||
```javascript
|
||
function* F(){
|
||
yield this.x = 2;
|
||
yield this.y = 3;
|
||
}
|
||
var obj = {};
|
||
var f = F.bind(obj)();
|
||
|
||
f.next(); // Object {value: 2, done: false}
|
||
f.next(); // Object {value: 3, done: false}
|
||
f.next(); // Object {value: undefined, done: true}
|
||
|
||
obj // { x: 2, y: 3 }
|
||
```
|
||
|
||
上面代码中，首先是`F`内部的`this`对象绑定`obj`对象，然后调用它，返回一个Iterator对象。这个对象执行三次`next`方法（因为`F`内部有两个`yield`语句），完成F内部所有代码的运行。这时，所有内部属性都绑定在`obj`对象上了，因此`obj`对象也就成了`F`的实例。
|
||
|
||
## Generator函数推导
|
||
|
||
ES7在数组推导的基础上，提出了Generator函数推导（Generator comprehension）。
|
||
|
||
```javascript
|
||
let generator = function* () {
|
||
for (let i = 0; i < 6; i++) {
|
||
yield i;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
let squared = ( for (n of generator()) n * n );
|
||
// 等同于
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||
// let squared = Array.from(generator()).map(n => n * n);
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console.log(...squared);
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// 0 1 4 9 16 25
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```
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“推导”这种语法结构，不仅可以用于数组，ES7将其推广到了Generator函数。for...of循环会自动调用遍历器的next方法，将返回值的value属性作为数组的一个成员。
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Generator函数推导是对数组结构的一种模拟，它的最大优点是惰性求值，即直到真正用到时才会求值，这样可以保证效率。请看下面的例子。
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```javascript
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let bigArray = new Array(100000);
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for (let i = 0; i < 100000; i++) {
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bigArray[i] = i;
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}
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let first = bigArray.map(n => n * n)[0];
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console.log(first);
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```
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上面例子遍历一个大数组，但是在真正遍历之前，这个数组已经生成了，占用了系统资源。如果改用Generator函数推导，就能避免这一点。下面代码只在用到时，才会生成一个大数组。
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```javascript
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let bigGenerator = function* () {
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for (let i = 0; i < 100000; i++) {
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yield i;
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}
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}
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let squared = ( for (n of bigGenerator()) n * n );
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console.log(squared.next());
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```
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## 含义
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### Generator与状态机
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Generator是实现状态机的最佳结构。比如，下面的clock函数就是一个状态机。
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```javascript
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var ticking = true;
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var clock = function() {
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if (ticking)
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console.log('Tick!');
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else
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console.log('Tock!');
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ticking = !ticking;
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}
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```
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上面代码的clock函数一共有两种状态（Tick和Tock），每运行一次，就改变一次状态。这个函数如果用Generator实现，就是下面这样。
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```javascript
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var clock = function*(_) {
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while (true) {
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yield _;
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console.log('Tick!');
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yield _;
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console.log('Tock!');
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}
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};
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```
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上面的Generator实现与ES5实现对比，可以看到少了用来保存状态的外部变量ticking，这样就更简洁，更安全（状态不会被非法篡改）、更符合函数式编程的思想，在写法上也更优雅。Generator之所以可以不用外部变量保存状态，是因为它本身就包含了一个状态信息，即目前是否处于暂停态。
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### Generator与协程
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协程（coroutine）是一种程序运行的方式，可以理解成“协作的线程”或“协作的函数”。协程既可以用单线程实现，也可以用多线程实现。前者是一种特殊的子例程，后者是一种特殊的线程。
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**（1）协程与子例程的差异**
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传统的“子例程”（subroutine）采用堆栈式“后进先出”的执行方式，只有当调用的子函数完全执行完毕，才会结束执行父函数。协程与其不同，多个线程（单线程情况下，即多个函数）可以并行执行，但是只有一个线程（或函数）处于正在运行的状态，其他线程（或函数）都处于暂停态（suspended），线程（或函数）之间可以交换执行权。也就是说，一个线程（或函数）执行到一半，可以暂停执行，将执行权交给另一个线程（或函数），等到稍后收回执行权的时候，再恢复执行。这种可以并行执行、交换执行权的线程（或函数），就称为协程。
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从实现上看，在内存中，子例程只使用一个栈（stack），而协程是同时存在多个栈，但只有一个栈是在运行状态，也就是说，协程是以多占用内存为代价，实现多任务的并行。
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**（2）协程与普通线程的差异**
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不难看出，协程适合用于多任务运行的环境。在这个意义上，它与普通的线程很相似，都有自己的执行上下文、可以分享全局变量。它们的不同之处在于，同一时间可以有多个线程处于运行状态，但是运行的协程只能有一个，其他协程都处于暂停状态。此外，普通的线程是抢先式的，到底哪个线程优先得到资源，必须由运行环境决定，但是协程是合作式的，执行权由协程自己分配。
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由于ECMAScript是单线程语言，只能保持一个调用栈。引入协程以后，每个任务可以保持自己的调用栈。这样做的最大好处，就是抛出错误的时候，可以找到原始的调用栈。不至于像异步操作的回调函数那样，一旦出错，原始的调用栈早就结束。
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Generator函数是ECMAScript 6对协程的实现，但属于不完全实现。Generator函数被称为“半协程”（semi-coroutine），意思是只有Generator函数的调用者，才能将程序的执行权还给Generator函数。如果是完全执行的协程，任何函数都可以让暂停的协程继续执行。
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如果将Generator函数当作协程，完全可以将多个需要互相协作的任务写成Generator函数，它们之间使用yield语句交换控制权。
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## 应用
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Generator可以暂停函数执行，返回任意表达式的值。这种特点使得Generator有多种应用场景。
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### （1）异步操作的同步化表达
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Generator函数的暂停执行的效果，意味着可以把异步操作写在yield语句里面，等到调用next方法时再往后执行。这实际上等同于不需要写回调函数了，因为异步操作的后续操作可以放在yield语句下面，反正要等到调用next方法时再执行。所以，Generator函数的一个重要实际意义就是用来处理异步操作，改写回调函数。
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```javascript
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function* loadUI() {
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showLoadingScreen();
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yield loadUIDataAsynchronously();
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hideLoadingScreen();
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}
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var loader = loadUI();
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// 加载UI
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loader.next()
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// 卸载UI
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loader.next()
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```
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上面代码表示，第一次调用loadUI函数时，该函数不会执行，仅返回一个遍历器。下一次对该遍历器调用next方法，则会显示Loading界面，并且异步加载数据。等到数据加载完成，再一次使用next方法，则会隐藏Loading界面。可以看到，这种写法的好处是所有Loading界面的逻辑，都被封装在一个函数，按部就班非常清晰。
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Ajax是典型的异步操作，通过Generator函数部署Ajax操作，可以用同步的方式表达。
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```javascript
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function* main() {
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var result = yield request("http://some.url");
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var resp = JSON.parse(result);
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console.log(resp.value);
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}
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function request(url) {
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makeAjaxCall(url, function(response){
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it.next(response);
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});
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}
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var it = main();
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it.next();
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```
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上面代码的main函数，就是通过Ajax操作获取数据。可以看到，除了多了一个yield，它几乎与同步操作的写法完全一样。注意，makeAjaxCall函数中的next方法，必须加上response参数，因为yield语句构成的表达式，本身是没有值的，总是等于undefined。
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下面是另一个例子，通过Generator函数逐行读取文本文件。
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```javascript
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function* numbers() {
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let file = new FileReader("numbers.txt");
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try {
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while(!file.eof) {
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yield parseInt(file.readLine(), 10);
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}
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} finally {
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file.close();
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}
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}
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```
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上面代码打开文本文件，使用yield语句可以手动逐行读取文件。
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### （2）控制流管理
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如果有一个多步操作非常耗时，采用回调函数，可能会写成下面这样。
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```javascript
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step1(function (value1) {
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step2(value1, function(value2) {
|
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step3(value2, function(value3) {
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step4(value3, function(value4) {
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||
// Do something with value4
|
||
});
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||
});
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});
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||
});
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```
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采用Promise改写上面的代码。
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```javascript
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Q.fcall(step1)
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.then(step2)
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.then(step3)
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.then(step4)
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.then(function (value4) {
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// Do something with value4
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}, function (error) {
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||
// Handle any error from step1 through step4
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||
})
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.done();
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```
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上面代码已经把回调函数，改成了直线执行的形式，但是加入了大量Promise的语法。Generator函数可以进一步改善代码运行流程。
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```javascript
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function* longRunningTask() {
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try {
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var value1 = yield step1();
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var value2 = yield step2(value1);
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var value3 = yield step3(value2);
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var value4 = yield step4(value3);
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||
// Do something with value4
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} catch (e) {
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||
// Handle any error from step1 through step4
|
||
}
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||
}
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```
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然后，使用一个函数，按次序自动执行所有步骤。
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```javascript
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scheduler(longRunningTask());
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function scheduler(task) {
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setTimeout(function() {
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var taskObj = task.next(task.value);
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// 如果Generator函数未结束，就继续调用
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if (!taskObj.done) {
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task.value = taskObj.value
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scheduler(task);
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}
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}, 0);
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}
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```
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注意，yield语句是同步运行，不是异步运行（否则就失去了取代回调函数的设计目的了）。实际操作中，一般让yield语句返回Promise对象。
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```javascript
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var Q = require('q');
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function delay(milliseconds) {
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var deferred = Q.defer();
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setTimeout(deferred.resolve, milliseconds);
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return deferred.promise;
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}
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function* f(){
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yield delay(100);
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};
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```
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上面代码使用Promise的函数库Q，yield语句返回的就是一个Promise对象。
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多个任务按顺序一个接一个执行时，yield语句可以按顺序排列。多个任务需要并列执行时（比如只有A任务和B任务都执行完，才能执行C任务），可以采用数组的写法。
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```javascript
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function* parallelDownloads() {
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let [text1,text2] = yield [
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taskA(),
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taskB()
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];
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console.log(text1, text2);
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||
}
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```
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上面代码中，yield语句的参数是一个数组，成员就是两个任务taskA和taskB，只有等这两个任务都完成了，才会接着执行下面的语句。
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### （3）部署iterator接口
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利用Generator函数，可以在任意对象上部署iterator接口。
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```javascript
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function* iterEntries(obj) {
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let keys = Object.keys(obj);
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for (let i=0; i < keys.length; i++) {
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let key = keys[i];
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yield [key, obj[key]];
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}
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}
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let myObj = { foo: 3, bar: 7 };
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for (let [key, value] of iterEntries(myObj)) {
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console.log(key, value);
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}
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// foo 3
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// bar 7
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```
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上述代码中，myObj是一个普通对象，通过iterEntries函数，就有了iterator接口。也就是说，可以在任意对象上部署next方法。
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下面是一个对数组部署Iterator接口的例子，尽管数组原生具有这个接口。
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```javascript
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function* makeSimpleGenerator(array){
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var nextIndex = 0;
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while(nextIndex < array.length){
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yield array[nextIndex++];
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}
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}
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var gen = makeSimpleGenerator(['yo', 'ya']);
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gen.next().value // 'yo'
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gen.next().value // 'ya'
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gen.next().done // true
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```
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### （4）作为数据结构
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Generator可以看作是数据结构，更确切地说，可以看作是一个数组结构，因为Generator函数可以返回一系列的值，这意味着它可以对任意表达式，提供类似数组的接口。
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```javascript
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function *doStuff() {
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yield fs.readFile.bind(null, 'hello.txt');
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yield fs.readFile.bind(null, 'world.txt');
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yield fs.readFile.bind(null, 'and-such.txt');
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||
}
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```
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上面代码就是依次返回三个函数，但是由于使用了Generator函数，导致可以像处理数组那样，处理这三个返回的函数。
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```javascript
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for (task of doStuff()) {
|
||
// task是一个函数，可以像回调函数那样使用它
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}
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```
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实际上，如果用ES5表达，完全可以用数组模拟Generator的这种用法。
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```javascript
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||
function doStuff() {
|
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return [
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fs.readFile.bind(null, 'hello.txt'),
|
||
fs.readFile.bind(null, 'world.txt'),
|
||
fs.readFile.bind(null, 'and-such.txt')
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||
];
|
||
}
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```
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上面的函数，可以用一模一样的for...of循环处理！两相一比较，就不难看出Generator使得数据或者操作，具备了类似数组的接口。
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