JavaScript中的Generator函数与迭代器

描述
Generator（生成器）是ES6引入的一种异步编程解决方案，它可以暂停和恢复函数执行。Generator函数通过function*声明，内部使用yield表达式定义暂停点。与之紧密相关的概念是迭代器（Iterator），它是一种统一的遍历接口。理解Generator需要掌握其执行机制、与迭代器的关系以及实际应用场景。

知识讲解

1. 迭代器（Iterator）基础

   • 迭代器是一个具有next()方法的对象，每次调用next()返回{value: any, done: boolean}结构。
   • 示例：

     const arr = [1, 2];
     const iterator = arr[Symbol.iterator](); // 获取数组的迭代器
     console.log(iterator.next()); // {value: 1, done: false}
     console.log(iterator.next()); // {value: 2, done: false}
     console.log(iterator.next()); // {value: undefined, done: true}
     

2. Generator函数定义与执行

   • 通过function*定义，函数体内使用yield暂停执行，并返回一个迭代器对象。
   • 示例：

     function* simpleGenerator() {
       yield 'Hello';
       yield 'World';
     }
     const gen = simpleGenerator(); // 返回迭代器，但函数未立即执行
     console.log(gen.next()); // {value: 'Hello', done: false}
     console.log(gen.next()); // {value: 'World', done: false}
     console.log(gen.next()); // {value: undefined, done: true}
     

3. yield关键字的双向通信

   • yield不仅可返回值，还可通过next(param)向Generator内部传递参数。
   • 示例：

     function* chatGenerator() {
       const name = yield 'What is your name?'; // 暂停，等待外部输入
       yield `Hello, ${name}!`;
     }
     const gen = chatGenerator();
     console.log(gen.next().value); // 输出: What is your name?
     console.log(gen.next('Alice').value); // 输出: Hello, Alice!
     

4. 错误处理与return

   • 通过throw()方法向Generator内部抛出错误，可通过try...catch捕获。
   • return()方法会提前终止迭代。
   • 示例：

     function* errorGenerator() {
       try {
         yield 'Start';
       } catch (e) {
         yield `Error: ${e}`;
       }
     }
     const gen = errorGenerator();
     gen.next(); // 执行到yield 'Start'
     console.log(gen.throw('Something wrong')); // {value: 'Error: Something wrong', done: false}
     

5. 实际应用场景

   • 异步操作同步化：配合Promise简化异步代码（如早期异步方案，现多被async/await替代）。
   • 惰性计算：需要时才生成值，节省内存（如无限数列生成）。
   • 控制流程：实现自定义的迭代逻辑（如遍历树结构）。

总结
Generator函数通过yield暂停执行，返回的迭代器允许逐步控制函数执行流程。其核心价值在于提供了一种灵活的惰性执行机制，虽在异步编程中逐渐被async/await取代，但在处理复杂迭代逻辑时仍具优势。