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반복기 및 생성기 - JavaScript

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컬렉션 내 각 항목 처리는 매우 흔한 연산입니다. JavaScript는 간단한 for 루프에서 map() 및 filter()에 이르기까지, 컬렉션을 반복하는 많은 방법을 제공합니다. 반복기(iterator) 및 생성기(generator)는 반복 개념을 핵심 언어 내로 바로 가져와 for...of 루프의 동작(behavior)을 사용자 정의하는 메커니즘을 제공합니다.

자세한 내용은, 다음을 참조하세요:

• 반복 프로토콜
• for...of
• function* 및 Generator
• yield 및 yield*

JavaScript에서 반복자(Iterator)는 시퀀스를 정의하고 종료시의 반환값을 잠재적으로 정의하는 객체입니다. 더 구체적으로 말하자면, 반복자는 두 개의 속성( value, done)을 반환하는 next() 메소드 사용하여 객체의 Iterator protocol을 구현합니다. 시퀀스의 마지막 값이 이미 산출되었다면 done 값은 true 가 됩니다. 만약 value값이 done ê³¼ 함께 존재한다면, 그것은 반복자의 반환값이 됩니다.

반복자를 생성하면 next() 메소드를 반복적으로 호출하여 명시적으로 반복시킬 수 있습니다. 반복자를 반복시키는 것은 일반적으로 한 번씩만 할 수 있기 때문에, 반복자를 소모시키는 것이라고 할 수 있습니다. 마지막 값을 산출하고나서 next()를 추가적으로 호출하면 {done: true}. 가 반환됩니다.

JavaScript에서 가장 일반적인 반복자는 배열 반복자로, 배열의 각 값을 순서대로 반환합니다. 모든 반복자가 배열로 표현될수 있다고 상상할 수 있지만 , 이것은 사실은 아닙니다. 배열은 완전히 할당되어야 하지만, 반복자는 필요한만큼만 소모되므로 무제한 시퀀스로 표현할 수 있습니다. 이를 테면 0부터 무한대사이의 정수범위처럼 말이죠.

여기에 실습할 수 있는 예제가 있습니다. start에서 end까지 step 수 만큼 띄어진 정수 시퀀스를 정의하는 간단한 범위 반복자를 만들 수 있습니다. 최종적으로 시퀀스의 크기가 반환됩니다.

function makeRangeIterator(start = 0, end = Infinity, step = 1) {
  var nextIndex = start;
  var n = 0;

  var rangeIterator = {
    next: function () {
      var result;
      if (nextIndex < end) {
        result = { value: nextIndex, done: false };
      } else if (nextIndex == end) {
        result = { value: n, done: true };
      } else {
        result = { done: true };
      }
      nextIndex += step;
      n++;
      return result;
    },
  };
  return rangeIterator;
}

위의 반복자를 사용하면 아래와 같습니다:

var it = makeRangeIterator(1, 4);

var result = it.next();
while (!result.done) {
  console.log(result.value); // 1 2 3
  result = it.next();
}

console.log("Iterated over sequence of size: ", result.value);

It is not possible to know reflectively whether a particular object is an iterator. If you need to do this, use Iterables.

잘 만들어진 반복자(Iterator)는 유용한 도구인 반면, 이것을 생성할 때는 주의해서 프로그래밍을 해야 하는데, 반복자 내부에 명시적으로 상태를 유지할 필요가 있기 때문입니다. 생성자(Generator) 함수는 이에 대한 강력한 대안을 제공합니다: 실행이 연속적이지 않은 하나의 함수를 작성함으로서 개발자가 iterative algorithm을 정의할 수 있게 해줍니다. 생성자 함수는 function* 문법을 사용하여 작성됩니다. 생성자 함수가 최초로 호출될 때, 함수 내부의 어떠한 코드도 실행되지 않고, 대신 생성자라고 불리는 반복자 타입을 반환합니다. 생성자의 next 메소드를 호출함으로서 어떤 값이 소비되면, 생성자 함수는 yield 키워드를 만날 때까지 실행됩니다.

생성자 함수는 원하는 만큼 호출될 수 있고, 매번 새로운 생성자를 반환합니다다. 하지만, 각 생성자는 단 한 번만 순회될 수 있을 것입니다.

위의 예제 코드에 생성자를 적용한 것입니다. 두 코드의 행위는 동일하지만, 생성자를 사용한 쪽이 쓰거나 읽기가 훨씬 쉽습니다.

function* makeRangeIterator(start = 0, end = Infinity, step = 1) {
  let n = 0;
  for (let i = start; i < end; i += step) {
    n++;
    yield i;
  }
  return n;
}

객체는 값이 for..of 구조 내에서 반복되는 것 같은 ê·¸ 반복 동작을 정의하는 경우 반복이 가능(iterable)합니다. Array 또는 Mapê³¼ 같은 일부 내장 형은 기본 반복 동작이 있지만 다른 형(가령 Object)은 없습니다.

반복가능하기 위해서, 객체는 @@iterator 메서드를 구현해야 합니다. 즉, 객체( 혹은 ê·¸ 프로토타입 체인에 등장하는 객체 중 하나)가 Symbol.iterator 키를 갖는 속성이 있어야 함을 뜻합니다.

하나의 iterable은 단 한 번, 혹은 여러번 반복가능합니다. 어떤 순간에 어떻게 사용할 지는 프로그래머에게 달려있습니다. 단 한 번 반복가능한 iterable(e.g. Generator)은 관습적으로 자신의 @@iterator 메소드로부터 this를 반환합니다. 반면, 여러 번 반복 가능한 iterables은 @@iterator 메소드가 호출되는 매 회 새로운 iterator를 반드시 반환해야합니다.

이와 같이 자신의 반복가능 객체를 만들 수 있습니다:

    var myIterable = {
        *[Symbol.iterator]() {
            yield 1;
            yield 2;
            yield 3;
        }
    }

    for (let value of myIterable) {
        console.log(value);
    }
    // 1
    // 2
    // 3

    or

    [...myIterable]; // [1, 2, 3]

String, Array, TypedArray, Map 및 Set은 모두 내장 반복가능 객체입니다, 그들의 프로토타입 객체가 모두 Symbol.iterator 메서드가 있기 때문입니다.

일부 문(statement) 및 식(expression)은 iterable합니다, 가령 for-of 루프, spread syntax, yield* 및 해체 할당.

for (let value of ["a", "b", "c"]) {
  console.log(value);
}
// "a"
// "b"
// "c"

[..."abc"]; // ["a", "b", "c"]

function* gen() {
  yield* ["a", "b", "c"];
}

gen().next(); // { value:"a", done:false }

[a, b, c] = new Set(["a", "b", "c"]);
a; // "a"

생성자 함수는 요청에 따라 그 산출된(yielded, yield 식으로 산출된) 값을 계산하고, 계산하기 비싼(힘든) 수열 또는 위에 설명한 대로 무한 수열이라도 효율적으로 나타내게 합니다.

next() 메서드는 또한 생성기의 내부 상태를 수정하는 데 쓰일 수 있는 값을 받습니다. next()에 전달되는 값은 생성기가 중단된 마지막 yield 식의 결과로 처리됩니다.

여기 sequence(수열)을 재시작하기 위해 next(x)를 사용하는 피보나치 생성기가 있습니다:

function* fibonacci() {
  var fn1 = 0;
  var fn2 = 1;
  while (true) {
    var current = fn1;
    fn1 = fn2;
    fn2 = current + fn1;
    var reset = yield current;
    if (reset) {
      fn1 = 0;
      fn2 = 1;
    }
  }
}

var sequence = fibonacci();
console.log(sequence.next().value); // 0
console.log(sequence.next().value); // 1
console.log(sequence.next().value); // 1
console.log(sequence.next().value); // 2
console.log(sequence.next().value); // 3
console.log(sequence.next().value); // 5
console.log(sequence.next().value); // 8
console.log(sequence.next(true).value); // 0
console.log(sequence.next().value); // 1
console.log(sequence.next().value); // 1
console.log(sequence.next().value); // 2

제너레이터의 throw() 메서드를 호출하고 throw해야 하는 예외 값을 전달하여 생성자가 예외를 throw하도록 할 수 있습니다. 이 예외는 생성기의 현재 일시 중단된 컨텍스트에서 throw됩니다. 마치 현재 일시 중단된 yield 가 대신 throwvalue 문인 것처럼 말입니다.

예외가 생성기 내에서 포착되지 않으면 throw() 호출을 통해 전파되고 이후의 next() 호출은 done 속성이 true 가 됩니다.

제너레이터에는 주어진 값을 반환하고 제너레이터 자체를 완료하는 return(value) 메서드가 있습니다.

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