# Generator 函数
## 简介
### 基本概念
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。
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。
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。
形式上，Generator函数是一个普通函数，但是有两个特征。一是，`function`关键字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”）。
~~~
function* helloWorldGenerator() {
yield 'hello';
yield 'world';
return 'ending';
}
var hw = helloWorldGenerator();
~~~
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）。
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）。
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。
~~~
hw.next()
// { value: 'hello', done: false }
hw.next()
// { value: 'world', done: false }
hw.next()
// { value: 'ending', done: true }
hw.next()
// { value: undefined, done: true }
~~~
上面代码一共调用了四次`next`方法。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
~~~
function * foo(x, y) { ··· }
function *foo(x, y) { ··· }
function* foo(x, y) { ··· }
function*foo(x, y) { ··· }
~~~
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。
### yield语句
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。
遍历器对象的`next`方法的运行逻辑如下。
（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。
（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。
（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。
（4）如果该函数没有`return`语句，则返回的对象的`value`属性值为`undefined`。
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。
~~~
function* gen() {
yield 123 + 456;
}
~~~
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。
`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）。
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。
~~~
function* f() {
console.log('执行了！')
}
var generator = f();
setTimeout(function () {
generator.next()
}, 2000);
~~~
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。
另外需要注意，`yield`语句不能用在普通函数中，否则会报错。
~~~
(function (){
yield 1;
})()
// SyntaxError: Unexpected number
~~~
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。
下面是另外一个例子。
~~~
var arr = [1, [[2, 3], 4], [5, 6]];
var flat = function* (a) {
a.forEach(function (item) {
if (typeof item !== 'number') {
yield* flat(item);
} else {
yield item;
}
}
};
for (var f of flat(arr)){
console.log(f);
}
~~~
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。
~~~
var arr = [1, [[2, 3], 4], [5, 6]];
var flat = function* (a) {
var length = a.length;
for (var i = 0; i < length; i++) {
var item = a[i];
if (typeof item !== 'number') {
yield* flat(item);
} else {
yield item;
}
}
};
for (var f of flat(arr)) {
console.log(f);
}
// 1, 2, 3, 4, 5, 6
~~~
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。
~~~
console.log('Hello' + yield); // SyntaxError
console.log('Hello' + yield 123); // SyntaxError
console.log('Hello' + (yield)); // OK
console.log('Hello' + (yield 123)); // OK
~~~
`yield`语句用作函数参数或赋值表达式的右边，可以不加括号。
~~~
foo(yield 'a', yield 'b'); // OK
let input = yield; // OK
~~~
### 与Iterator接口的关系
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生成函数，调用该函数会返回该对象的一个遍历器对象。
由于Generator函数就是遍历器生成函数，因此可以把Generator赋值给对象的`Symbol.iterator`属性，从而使得该对象具有Iterator接口。
~~~
var myIterable = {};
myIterable[Symbol.iterator] = function* () {
yield 1;
yield 2;
yield 3;
};
[...myIterable] // [1, 2, 3]
~~~
上面代码中，Generator函数赋值给`Symbol.iterator`属性，从而使得`myIterable`对象具有了Iterator接口，可以被`...`运算符遍历了。
Generator函数执行后，返回一个遍历器对象。该对象本身也具有`Symbol.iterator`属性，执行后返回自身。
~~~
function* gen(){
// some code
}
var g = gen();
g[Symbol.iterator]() === g
// true
~~~
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。
## next方法的参数
`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。
~~~
function* f() {
for(var i=0; true; i++) {
var reset = yield i;
if(reset) { i = -1; }
}
}
var g = f();
g.next() // { value: 0, done: false }
g.next() // { value: 1, done: false }
g.next(true) // { value: 0, done: false }
~~~
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。
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。
再看一个例子。
~~~
function* foo(x) {
var y = 2 * (yield (x + 1));
var z = yield (y / 3);
return (x + y + z);
}
var a = foo(5);
a.next() // Object{value:6, done:false}
a.next() // Object{value:NaN, done:false}
a.next() // Object{value:NaN, done:true}
var b = foo(5);
b.next() // { value:6, done:false }
b.next(12) // { value:8, done:false }
b.next(13) // { value:42, done:true }
~~~
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`。
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。
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。
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。
~~~
function wrapper(generatorFunction) {
return function (...args) {
let generatorObject = generatorFunction(...args);
generatorObject.next();
return generatorObject;
};
}
const wrapped = wrapper(function* () {
console.log(`First input: ${yield}`);
return 'DONE';
});
wrapped().next('hello!')
// First input: hello!
~~~
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。
再看一个通过`next`方法的参数，向Generator函数内部输入值的例子。
~~~
function* dataConsumer() {
console.log('Started');
console.log(`1. ${yield}`);
console.log(`2. ${yield}`);
return 'result';
}
let genObj = dataConsumer();
genObj.next();
// Started
genObj.next('a')
// 1\. a
genObj.next('b')
// 2\. b
~~~
上面代码是一个很直观的例子，每次通过`next`方法向Generator函数输入值，然后打印出来。
## for...of循环
`for...of`循环可以自动遍历Generator函数时生成的`Iterator`对象，且此时不再需要调用`next`方法。
~~~
function *foo() {
yield 1;
yield 2;
yield 3;
yield 4;
yield 5;
return 6;
}
for (let v of foo()) {
console.log(v);
}
// 1 2 3 4 5
~~~
上面代码使用`for...of`循环，依次显示5个`yield`语句的值。这里需要注意，一旦`next`方法的返回对象的`done`属性为`true`，`for...of`循环就会中止，且不包含该返回对象，所以上面代码的`return`语句返回的6，不包括在`for...of`循环之中。
下面是一个利用Generator函数和`for...of`循环，实现斐波那契数列的例子。
~~~
function* fibonacci() {
let [prev, curr] = [0, 1];
for (;;) {
[prev, curr] = [curr, prev + curr];
yield curr;
}
}
for (let n of fibonacci()) {
if (n > 1000) break;
console.log(n);
}
~~~
从上面代码可见，使用`for...of`语句时不需要使用`next`方法。
利用`for...of`循环，可以写出遍历任意对象（object）的方法。原生的JavaScript对象没有遍历接口，无法使用`for...of`循环，通过Generator函数为它加上这个接口，就可以用了。
~~~
function* objectEntries(obj) {
let propKeys = Reflect.ownKeys(obj);
for (let propKey of propKeys) {
yield [propKey, obj[propKey]];
}
}
let jane = { first: 'Jane', last: 'Doe' };
for (let [key, value] of objectEntries(jane)) {
console.log(`${key}: ${value}`);
}
// first: Jane
// last: Doe
~~~
上面代码中，对象`jane`原生不具备Iterator接口，无法用`for...of`遍历。这时，我们通过Generator函数`objectEntries`为它加上遍历器接口，就可以用`for...of`遍历了。加上遍历器接口的另一种写法是，将Generator函数加到对象的`Symbol.iterator`属性上面。
~~~
function* objectEntries() {
let propKeys = Object.keys(this);
for (let propKey of propKeys) {
yield [propKey, this[propKey]];
}
}
let jane = { first: 'Jane', last: 'Doe' };
jane[Symbol.iterator] = objectEntries;
for (let [key, value] of jane) {
console.log(`${key}: ${value}`);
}
// first: Jane
// last: Doe
~~~
除了`for...of`循环以外，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，它们都可以将Generator函数返回的Iterator对象，作为参数。
~~~
function* numbers () {
yield 1
yield 2
return 3
yield 4
}
// 扩展运算符
[...numbers()] // [1, 2]
// Array.from 方法
Array.from(numbers()) // [1, 2]
// 解构赋值
let [x, y] = numbers();
x // 1
y // 2
// for...of 循环
for (let n of numbers()) {
console.log(n)
}
// 1
// 2
~~~
## Generator.prototype.throw()
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。
~~~
var g = function* () {
try {
yield;
} catch (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
~~~
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。`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。
`throw`方法可以接受一个参数，该参数会被`catch`语句接收，建议抛出`Error`对象的实例。
~~~
var g = function* () {
try {
yield;
} catch (e) {
console.log(e);
}
};
var i = g();
i.next();
i.throw(new Error('出错了！'));
// Error: 出错了！(…)
~~~
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。
~~~
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]
~~~
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。
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。
~~~
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
~~~
上面代码中，Generator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。
如果Generator函数内部和外部，都没有部署`try...catch`代码块，那么程序将报错，直接中断执行。
~~~
var gen = function* gen(){
yield console.log('hello');
yield console.log('world');
}
var g = gen();
g.next();
g.throw();
// hello
// Uncaught undefined
~~~
上面代码中，`g.throw`抛出错误以后，没有任何`try...catch`代码块可以捕获这个错误，导致程序报错，中断执行。
`throw`方法被捕获以后，会附带执行下一条`yield`语句。也就是说，会附带执行一次`next`方法。
~~~
var gen = function* gen(){
try {
yield console.log('a');
} catch (e) {
// ...
}
yield console.log('b');
yield console.log('c');
}
var g = gen();
g.next() // a
g.throw() // b
g.next() // c
~~~
上面代码中，`g.throw`方法被捕获以后，自动执行了一次`next`方法，所以会打印`b`。另外，也可以看到，只要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。
另外，`throw`命令与`g.throw`方法是无关的，两者互不影响。
~~~
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，都进行了正确的操作。
这种函数体内捕获错误的机制，大大方便了对错误的处理。多个`yield`语句，可以只用一个`try...catch`代码块来捕获错误。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内部写一个错误处理语句，现在只在Generator函数内部写一次`catch`语句就可以了。
Generator函数体外抛出的错误，可以在函数体内捕获；反过来，Generator函数体内抛出的错误，也可以被函数体外的`catch`捕获。
~~~
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，且没有被内部捕获，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。
~~~
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();
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。
~~~
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`value`属性为`undefined`。
~~~
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。
~~~
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。
~~~
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。
~~~
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()) {
yield 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。
~~~
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。
~~~
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*`后面的Generator函数（没有`return`语句时），等同于在Generator函数内部，部署一个`for...of`循环。
~~~
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*`后面的Generator函数（没有`return`语句时），不过是`for...of`的一种简写形式，完全可以用后者替代前者。反之，则需要用`var value = yield* iterator`的形式获取`return`语句的值。
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。
~~~
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。
~~~
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。
~~~
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。
~~~
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。
~~~
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。
~~~
// 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。
~~~
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。
~~~
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。
~~~
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。
~~~
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。
Generator函数也不能跟`new`命令一起用，会报错。
~~~
function* F() {
yield this.x = 2;
yield this.y = 3;
}
new F()
// TypeError: F is not a constructor
~~~
上面代码中，`new`命令跟构造函数`F`一起使用，结果报错，因为`F`不是构造函数。
那么，有没有办法让Generator函数返回一个正常的对象实例，既可以用`next`方法，又可以获得正常的`this`？
下面是一个变通方法。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。
~~~
function* F() {
this.a = 1;
yield this.b = 2;
yield this.c = 3;
}
var obj = {};
var f = F.call(obj);
f.next(); // Object {value: 2, done: false}
f.next(); // Object {value: 3, done: false}
f.next(); // Object {value: undefined, done: true}
obj.a // 1
obj.b // 2
obj.c // 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。
上面代码中，执行的是遍历器对象`f`，但是生成的对象实例是`obj`，有没有办法将这两个对象统一呢？
一个办法就是将`obj`换成`F.prototype`。
~~~
function* F() {
this.a = 1;
yield this.b = 2;
yield this.c = 3;
}
var f = F.call(F.prototype);
f.next(); // Object {value: 2, done: false}
f.next(); // Object {value: 3, done: false}
f.next(); // Object {value: undefined, done: true}
f.a // 1
f.b // 2
f.c // 3
~~~
再将`F`改成构造函数，就可以对它执行`new`命令了。
~~~
function* gen() {
this.a = 1;
yield this.b = 2;
yield this.c = 3;
}
function F() {
return gen.call(gen.prototype);
}
var f = new F();
f.next(); // Object {value: 2, done: false}
f.next(); // Object {value: 3, done: false}
f.next(); // Object {value: undefined, done: true}
f.a // 1
f.b // 2
f.c // 3
~~~
## 含义
### Generator与状态机
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。
~~~
var ticking = true;
var clock = function() {
if (ticking)
console.log('Tick!');
else
console.log('Tock!');
ticking = !ticking;
}
~~~
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。
~~~
var clock = function*() {
while (true) {
console.log('Tick!');
yield;
console.log('Tock!');
yield;
}
};
~~~
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。
### Generator与协程
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。
**（1）协程与子例程的差异**
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。
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。
**（2）协程与普通线程的差异**
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。
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。
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。
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。
## 应用
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。
### （1）异步操作的同步化表达
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。
~~~
function* loadUI() {
showLoadingScreen();
yield loadUIDataAsynchronously();
hideLoadingScreen();
}
var loader = loadUI();
// 加载UI
loader.next()
// 卸载UI
loader.next()
~~~
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。
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。
~~~
function* main() {
var result = yield request("http://some.url");
var resp = JSON.parse(result);
console.log(resp.value);
}
function request(url) {
makeAjaxCall(url, function(response){
it.next(response);
});
}
var it = main();
it.next();
~~~
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。
下面是另一个例子，通过Generator函数逐行读取文本文件。
~~~
function* numbers() {
let file = new FileReader("numbers.txt");
try {
while(!file.eof) {
yield parseInt(file.readLine(), 10);
}
} finally {
file.close();
}
}
~~~
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。
### （2）控制流管理
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。
~~~
step1(function (value1) {
step2(value1, function(value2) {
step3(value2, function(value3) {
step4(value3, function(value4) {
// Do something with value4
});
});
});
});
~~~
采用Promise改写上面的代码。
~~~
Promise.resolve(step1)
.then(step2)
.then(step3)
.then(step4)
.then(function (value4) {
// Do something with value4
}, function (error) {
// Handle any error from step1 through step4
})
.done();
~~~
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。
~~~
function* longRunningTask(value1) {
try {
var value2 = yield step1(value1);
var value3 = yield step2(value2);
var value4 = yield step3(value3);
var value5 = yield step4(value4);
// Do something with value4
} catch (e) {
// Handle any error from step1 through step4
}
}
~~~
然后，使用一个函数，按次序自动执行所有步骤。
~~~
scheduler(longRunningTask(initialValue));
function scheduler(task) {
var taskObj = task.next(task.value);
// 如果Generator函数未结束，就继续调用
if (!taskObj.done) {
task.value = taskObj.value
scheduler(task);
}
}
~~~
注意，上面这种做法，只适合同步操作，即所有的`task`都必须是同步的，不能有异步操作。因为这里的代码一得到返回值，就继续往下执行，没有判断异步操作何时完成。如果要控制异步的操作流程，详见后面的《异步操作》一章。
下面，利用`for...of`循环会自动依次执行`yield`命令的特性，提供一种更一般的控制流管理的方法。
~~~
let steps = [step1Func, step2Func, step3Func];
function *iterateSteps(steps){
for (var i=0; i< steps.length; i++){
var step = steps[i];
yield step();
}
}
~~~
上面代码中，数组`steps`封装了一个任务的多个步骤，Generator函数`iterateSteps`则是依次为这些步骤加上`yield`命令。
将任务分解成步骤之后，还可以将项目分解成多个依次执行的任务。
~~~
let jobs = [job1, job2, job3];
function *iterateJobs(jobs){
for (var i=0; i< jobs.length; i++){
var job = jobs[i];
yield *iterateSteps(job.steps);
}
}
~~~
上面代码中，数组`jobs`封装了一个项目的多个任务，Generator函数`iterateJobs`则是依次为这些任务加上`yield *`命令。
最后，就可以用`for...of`循环一次性依次执行所有任务的所有步骤。
~~~
for (var step of iterateJobs(jobs)){
console.log(step.id);
}
~~~
再次提醒，上面的做法只能用于所有步骤都是同步操作的情况，不能有异步操作的步骤。如果想要依次执行异步的步骤，必须使用后面的《异步操作》一章介绍的方法。
`for...of`的本质是一个`while`循环，所以上面的代码实质上执行的是下面的逻辑。
~~~
var it = iterateJobs(jobs);
var res = it.next();
while (!res.done){
var result = res.value;
// ...
res = it.next();
}
~~~
### （3）部署Iterator接口
利用Generator函数，可以在任意对象上部署Iterator接口。
~~~
function* iterEntries(obj) {
let keys = Object.keys(obj);
for (let i=0; i < keys.length; i++) {
let key = keys[i];
yield [key, obj[key]];
}
}
let myObj = { foo: 3, bar: 7 };
for (let [key, value] of iterEntries(myObj)) {
console.log(key, value);
}
// foo 3
// bar 7
~~~
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。
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。
~~~
function* makeSimpleGenerator(array){
var nextIndex = 0;
while(nextIndex < array.length){
yield array[nextIndex++];
}
}
var gen = makeSimpleGenerator(['yo', 'ya']);
gen.next().value // 'yo'
gen.next().value // 'ya'
gen.next().done // true
~~~
### （4）作为数据结构
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。
~~~
function *doStuff() {
yield fs.readFile.bind(null, 'hello.txt');
yield fs.readFile.bind(null, 'world.txt');
yield fs.readFile.bind(null, 'and-such.txt');
}
~~~
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。
~~~
for (task of doStuff()) {
// task是一个函数，可以像回调函数那样使用它
}
~~~
实际上，如果用ES5表达，完全可以用数组模拟Generator的这种用法。
~~~
function doStuff() {
return [
fs.readFile.bind(null, 'hello.txt'),
fs.readFile.bind(null, 'world.txt'),
fs.readFile.bind(null, 'and-such.txt')
];
}
~~~
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。
