一文带你理解：可以迭代大部分数据类型的 for…of 为什么不能遍历普通对象？

Posted 2021-08-23 独钓寒江雪

for…of 及其使用

  我们知道，ES6 中引入 for...of 循环，很多时候用以替代 for...in 和 forEach() ，并支持新的迭代协议。for...of 允许你遍历 Array（数组）, String（字符串）, Map（映射）, Set（集合）,TypedArray(类型化数组)、arguments、NodeList对象、Generator等可迭代的数据结构等。for...of语句在可迭代对象上创建一个迭代循环，调用自定义迭代钩子，并为每个不同属性的值执行语句。

for...of的语法：

for (variable of iterable) {
    // statement
}
// variable：每个迭代的属性值被分配给该变量。
// iterable：一个具有可枚举属性并且可以迭代的对象。

常用用法

{
  // 迭代字符串
  const iterable = \'ES6\';
  for (const value of iterable) {
    console.log(value);
  }
  // Output:
  // "E"
  // "S"
  // "6"
}
{
  // 迭代数组
  const iterable = [\'a\', \'b\'];
  for (const value of iterable) {
    console.log(value);
  }
  // Output:
  // a
  // b
}
{
  // 迭代Set(集合)
  const iterable = new Set([1, 2, 2, 1]);
  for (const value of iterable) {
    console.log(value);
  }
  // Output:
  // 1
  // 2
}
{
  // 迭代Map
  const iterable = new Map([["a", 1], ["b", 2], ["c", 3]]);
  for (const entry of iterable) {
    console.log(entry);
  }
  // Output:
  // ["a", 1]
  // ["b", 2]
  // ["c", 3]

  for (const [key, value] of iterable) {
    console.log(value);
  }
  // Output:
  // 1
  // 2
  // 3
}
{
  // 迭代Arguments Object(参数对象)
  function args() {
    for (const arg of arguments) {
      console.log(arg);
    }
  }
  args(\'a\', \'b\');
  // Output:
  // a
  // b
}
{
  // 迭代生成器
  function* foo(){ 
    yield 1; 
    yield 2; 
    yield 3; 
  }; 

  for (let o of foo()) { 
    console.log(o); 
  }
  // Output:
  // 1
  // 2
  // 3
}

Uncaught TypeError: obj is not iterable

// 普通对象
const obj = {
  foo: \'value1\',
  bar: \'value2\'
}
for(const item of obj){
  console.log(item)
}
// Uncaught TypeError: obj is not iterable

  可以看出，for of可以迭代大部分对象甚至字符串，却不能遍历普通对象。

如何用for...of迭代普通对象

  通过前面的基本用法，我们知道，for...of可以迭代数组、Map等数据结构，顺着这个思路，我们可以结合对象的Object.values()、Object.keys()、Object.entries()方法以及解构赋值的知识来用for...of遍历普通对象。

• Object.values()、Object.keys()、Object.entries()用法及返回值

const obj = {
  foo: \'value1\',
  bar: \'value2\'
}
// 打印由value组成的数组
console.log(Object.values(obj)) // ["value1", "value2"]

// 打印由key组成的数组
console.log(Object.keys(obj)) // ["foo", "bar"]

// 打印由[key, value]组成的二维数组
// copy(Object.entries(obj))可以把输出结果直接拷贝到剪贴板，然后黏贴
console.log(Object.entries(obj)) // [["foo","value1"],["bar","value2"]]

• 因为for...of可以迭代数组和Map，所以我们得到以下遍历普通对象的方法

const obj = {
  foo: \'value1\',
  bar: \'value2\'
}
// 方法一：使用for of迭代Object.entries(obj)形成的二维数组，利用解构赋值得到value
for(const [, value] of Object.entries(obj)){
  console.log(value) // value1, value2
}

// 方法二：Map
// 普通对象转Map
// Map 可以接受一个数组作为参数。该数组的成员是一个个表示键值对的数组
console.log(new Map(Object.entries(obj)))

// 遍历普通对象生成的Map
for(const [, value] of new Map(Object.entries(obj))){
  console.log(value) // value1, value2
}

// 方法三：继续使用for in
for(const key in obj){
  console.log(obj[key]) // value1, value2
}

{
  // 方法四：将【类数组(array-like)对象】转换为数组
  // 该对象需具有一个 length 属性，且其元素必须可以被索引。
  const obj = {
    length: 3, // length是必须的，否则什么也不会打印
    0: \'foo\',
    1: \'bar\',
    2: \'baz\',
    a: 12  // 非数字属性是不会打印的
  };
  const array = Array.from(obj); // ["foo", "bar", "baz"]
  for (const value of array) { 
      console.log(value);
  }
  // Output: foo bar baz
}
{
  // 方法五：给【类数组】部署数组的[Symbol.iterator]方法【对普通字符串属性对象无效】
  const iterable = {
    0: \'a\',
    1: \'b\',
    2: \'c\',
    length: 3,
    [Symbol.iterator]: Array.prototype[Symbol.iterator]
  };
  for (let item of iterable) {
    console.log(item); // \'a\', \'b\', \'c\'
  }
}

注意事项

• 有别于不可终止遍历的forEach，for...of的循环可由break， throw， continue 或return终止，在这些情况下，迭代器关闭。

  const obj = {
    foo: \'value1\',
    bar: \'value2\',
    baz: \'value3\'
  }
  for(const [, value] of Object.entries(obj)){
    if (value === \'value2\') break // 不会再执行下次迭代
    console.log(value) // value1
  };
  [1,2].forEach(item => {
      if(item == 1) break // Uncaught SyntaxError: Illegal break statement
      console.log(item)
  });
  [1,2].forEach(item => {
      if(item == 1) continue // Uncaught SyntaxError: Illegal continue statement: no surrounding iteration statement
      console.log(item)
  });
  [1,2].forEach(item => {
      if(item == 1) return // 仍然会继续执行下一次循环，打印2
      console.log(item) // 2
  })

• For…of 与 For…in对比

  • for...in 不仅枚举数组声明，它还从构造函数的原型中查找继承的非枚举属性；
  • for...of 不考虑构造函数原型上的不可枚举属性（或者说for...of语句遍历可迭代对象定义要迭代的数据。）；
  • for...of 更多用于特定的集合（如数组等对象），但不是所有对象都可被for...of迭代。

    Array.prototype.newArr = () => {};
    Array.prototype.anotherNewArr = () => {};
    const array = [\'foo\', \'bar\', \'baz\'];
    for (const value in array) { 
      console.log(value); // 0 1 2 newArr anotherNewArr
    }
    for (const value of array) { 
      console.log(value); // \'foo\', \'bar\', \'baz\'
    }

普通对象为何不能被 for of 迭代

  前面我们有提到一个词叫“可迭代”数据结构，当用for of迭代普通对象时，也会报一个“not iterable”的错误。实际上，任何具有 Symbol.iterator 属性的元素都是可迭代的。我们可以简单查看几个可被for of迭代的对象，看看和普通对象有何不同：

  可以看到，这些可被for of迭代的对象，都实现了一个Symbol(Symbol.iterator)方法，而普通对象没有这个方法。

  简单来说，for of 语句创建一个循环来迭代可迭代的对象，可迭代的对象内部实现了Symbol.iterator方法，而普通对象没有实现这一方法，所以普通对象是不可迭代的。

Iterator（遍历器）

  关于Iterator（遍历器）的概念，可以参照阮一峰大大的《ECMAScript 6 入门》——Iterator（遍历器）的概念：

  简单来说，ES6 为了统一集合类型数据结构的处理，增加了 iterator 接口，供 for...of 使用，简化了不同结构数据的处理。而 iterator 的遍历过程，则是类似 Generator 的方式，迭代时不断调用next方法，返回一个包含value（值）和done属性（标识是否遍历结束）的对象。

如何实现Symbol.iterator方法，使普通对象可被 for of 迭代

  依据上文的指引，我们先看看数组的Symbol.iterator接口：

const arr = [1,2,3];
const iterator = arr[Symbol.iterator]();
console.log(iterator.next()); // {value: 1, done: false}
console.log(iterator.next()); // {value: 2, done: false}
console.log(iterator.next()); // {value: 3, done: false}
console.log(iterator.next()); // {value: undefined, done: true}

  我们可以尝试给普通对象实现一个Symbol.iterator接口：

// 普通对象
const obj = {
  foo: \'value1\',
  bar: \'value2\',
  [Symbol.iterator]() {
    // 这里Object.keys不会获取到Symbol.iterator属性，原因见下文
    const keys = Object.keys(obj); 
    let index = 0;
    return {
      next: () => {
        if (index < keys.length) {
          // 迭代结果 未结束
          return {
            value: this[keys[index++]],
            done: false
          };
        } else {
          // 迭代结果 结束
          return { value: undefined, done: true };
        }
      }
    };
  }
}
for (const value of obj) {
  console.log(value); // value1 value2
};

  上面给obj实现了Symbol.iterator接口后，我们甚至还可以像下面这样把对象转换成数组：

console.log([...obj]); // ["value1", "value2"]
console.log([...{}]); // console.log is not iterable (cannot read property Symbol(Symbol.iterator))

  我们给obj对象实现了一个Symbol.iterator接口，在此，有一点需要说明的是，不用担心[Symbol.iterator]属性会被Object.keys()获取到导致遍历结果出错，因为Symbol.iterator这样的Symbol属性，需要通过Object.getOwnPropertySymbols(obj)才能获取，Object.getOwnPropertySymbols() 方法返回一个给定对象自身的所有 Symbol 属性的数组。

  有一些场合会默认调用 Iterator 接口（即Symbol.iterator方法：

• 扩展运算符...：这提供了一种简便机制，可以将任何部署了 Iterator 接口的数据结构，转为数组。也就是说，只要某个数据结构部署了 Iterator 接口，就可以对它使用扩展运算符，将其转为数组（毫不意外的，代码[...{}]会报错，而[...\'123\']会输出数组[\'1\',\'2\',\'3\']）。
• 数组和可迭代对象的解构赋值（解构是ES6提供的语法糖，其实内在是针对可迭代对象的Iterator接口，通过遍历器按顺序获取对应的值进行赋值。而普通对象解构赋值的内部机制，是先找到同名属性，然后再赋给对应的变量。）；
• yield*：_yield*后面跟的是一个可遍历的结构，它会调用该结构的遍历器接口；
• 由于数组的遍历会调用遍历器接口，所以任何接受数组作为参数的场合，其实都调用；
• 字符串是一个类似数组的对象，也原生具有Iterator接口，所以也可被for of迭代。

迭代器模式

  迭代器模式提供了一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又无需暴露该对象的内部实现，这样既可以做到不暴露集合的内部结构，又可让外部代码透明地访问集合内部的数据。迭代器模式为遍历不同的集合结构提供了一个统一的接口，从而支持同样的算法在不同的集合结构上进行操作。

  不难发现，Symbol.iterator实现的就是一种迭代器模式。集合对象内部实现了Symbol.iterator接口，供外部调用，而我们无需过多的关注集合对象内部的结构，需要处理集合对象内部的数据时，我们通过for of调用Symbol.iterator接口即可。

  比如针对前文普通对象的Symbol.iterator接口实现一节的代码，如果我们对obj里面的数据结构进行了如下调整，那么，我们只需对应的修改供外部迭代使用的Symbol.iterator接口，即可不影响外部迭代调用：

const obj = {
  // 数据结构调整
  data: [\'value1\', \'value2\'],
  [Symbol.iterator]() {
    let index = 0;
    return {
      next: () => {
        if (index < this.data.length) {
          // 迭代结果 未结束
          return {
            value: this.data[index++],
            done: false
          };
        } else {
          // 迭代结果 结束
          return { value: undefined, done: true };
        }
      }
    };
  }
}
// 外部调用
for (const value of obj) {
  console.log(value); // value1 value2
}

  实际使用时，我们可以把上面的Symbol.iterator提出来进行单独封装，这样就可以对一类数据结构进行迭代操作了。当然，下面的代码只是最简单的示例，你可以在此基础上探究更多实用的技巧。

const obj1 = {
  data: [\'value1\', \'value2\']
}
const obj2 = {
  data: [1, 2]
}
// 遍历方法
consoleEachData = (obj) => {
  obj[Symbol.iterator] = () => {
    let index = 0;
    return {
      next: () => {
        if (index < obj.data.length) {
          return {
            value: obj.data[index++],
            done: false
          };
        } else {
          return { value: undefined, done: true };
        }
      }
    };
  }
  for (const value of obj) {
    console.log(value);
  }
}
consoleEachData(obj1); // value1 value2
consoleEachData(obj2); // 1  2

一点补充

  在写这篇文章时，有个问题给我带来了困扰：原生object对象默认没有部署Iterator接口，即object不是一个可迭代对象。对象的扩展运算符...等同于使用Object.assign()方法，这个比较好理解。那么，原生object对象的解构赋值又是怎样一种机制呢？

let aClone = { ...a };
// 等同于
let aClone = Object.assign({}, a);

  有一种说法是：ES6提供了Map数据结构，实际上原生object对象被解构时，会被当作Map进行解构。关于这点，大家有什么不同的观点吗？欢迎评论区一起探讨。

同时，ECMAScript后面又引入了异步迭代器for await...of 语句，该语句创建一个循环，该循环遍历异步可迭代对象以及同步可迭代对象，详情可查看MDN：for-await...of。

参考资料

• MDN：for...of
• Understanding the javascript For...of Loop（【译文】）
• Iterator 和 for...of 循环
• 迭代协议

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