Generator 函数详解

Generator 是 ES6 新增的一种函数类型，它可以返回一个迭代器对象，通过遍历迭代器对象可以逐个取出 Generator 函数内部的值。之所以被称为生成器，是因为它可以按照一定的规则逐个生成值，每个值可以被看作是生成器的状态。

Generator 函数使用 function* 声明，其中通过 yield 关键字产生一个值，并挂起函数的执行，等待下一次遍历继续执行。在遍历完成或通过 return 关键字指定函数返回值后，迭代器对象会被标记为“完成”。

function* generator() {
  yield 'one';
  yield 'two';
  return 'done';
}

const iterator = generator();

console.log(iterator.next()); //{ value: 'one', done: false }
console.log(iterator.next()); //{ value: 'two', done: false }
console.log(iterator.next()); //{ value: 'done', done: true }

在上述代码中，我们定义了一个简单的 Generator 函数，并通过调用 next() 方法逐一遍历迭代器对象。当运行到 return 语句时，迭代器对象会被标记为“完成”，不再产生新的值。

Generator 与异步编程

Generator 函数是异步编程的重要工具之一，因为它具有同步和异步编程的双重特性，可以通过 yield 关键字挂起执行，并在需要时恢复执行。这使得我们能够编写更加直观、简洁、易于维护的异步代码，避免回调地狱和代码混乱。

以使用 Generator 函数编写的异步请求为例：

function* fetchData() {
  try {
    const response = yield fetch('https://example.com/data');
    const data = yield response.json();
    console.log(data);
  } catch (error) {
    console.log(error);
  }
}

const iterator = fetchData();
const promise = iterator.next().value;

promise.then(response => {
  return iterator.next(response).value;
}).then(data => {
  iterator.next(data);
}).catch(error => {
  iterator.throw(error);
});

在上述代码中，我们定义了一个使用 Generator 函数实现的异步请求函数，通过 yield 关键字挂起执行，并在 Promise 对象的 then 方法中恢复执行。由于 Generator 函数的特殊性质，我们可以在函数内部通过 try-catch 语句捕获错误，提高代码的健壮性。

值得注意的是，Generator 函数不能直接使用 await 关键字，需要结合 Promise 对象进行使用。因此，在实际开发中，我们经常会使用第三方库如 co 和 bluebird 等来简化异步操作。

Generator 高级应用

Generator 函数在某些场景下还有其他高级应用，例如：

1. 控制 Iterator 流程

在某些情况下，我们希望通过 Generator 函数控制迭代流程，例如通过 for-of 循环或扩展运算符自定义迭代逻辑。

function* customIterator() {
  yield 1;
  yield 2;
  yield* [3, 4];
  yield* '567';
}

for (const item of customIterator()) {
  console.log(item); //1 2 3 4 5 6 7
}

在上述代码中，我们定义了一个自定义的迭代器，它通过 yield* 关键字将 Array 和 String 对象作为子迭代器，从而生成更加复杂的序列。

2. 实现状态机

Generator 函数可以看作是一个非常强大的状态机，通过 yield 关键字保存当前状态，并在下一次遍历时恢复执行。这使得我们能够非常容易地实现状态机，并处理复杂的状态转移逻辑。

以实现一个简单的有限状态自动机（Finite State Machine）为例：

function* stateMachine() {
  let state = 'start';

  while (true) {
    switch (state) {
      case 'start':
        console.log('start');
        state = 'mid';
        break;
      case 'mid':
        console.log('mid');
        state = 'end';
        break;
      case 'end':
        console.log('end');
        return;
    }
  }
}

for (const item of stateMachine()) {
  console.log(item);
}

在上述代码中，我们定义了一个实现状态机的 Generator 函数，并在内部通过 switch 语句进行状态转移。当状态为“end”时，迭代器对象会被标记为“完成”，退出循环。

总结

Generator 函数是 ES6 新增的一种函数类型，它能返回一个迭代器对象，通过遍历迭代器对象可以逐个取出 Generator 函数内部的值。Generator 函数具有同步和异步编程的双重特性，避免回调地狱和代码混乱。在某些场景下，Generator 函数还可以用于控制 Iterator 流程、实现状态机等高级应用。