JavaScript中的生成器函数以及yield

生成器函数与yield语句

生成器函数是 JavaScript 中一种特殊类型的函数，它能够逐步产生多个值，而不是一次性返回全部结果。与普通函数不同，生成器函数可以暂停其执行过程，并在需要时恢复执行。

生成器函数使用 function* 声明语法来定义，而不是普通函数的 function 关键字。在生成器函数中，使用 yield 语句来指示函数的执行流程，yield 语句可以将函数的执行暂停，并返回一个值。

下面是一个简单的生成器函数的示例，它用于产生数字序列：

function* numberSequence() {
  let i = 1;
  while (true) {
    yield i++;
  }
}

const generator = numberSequence();
console.log(generator.next().value); // 1
console.log(generator.next().value); // 2
console.log(generator.next().value); // 3
console.log(generator.next().value); // 4

在这个示例中，我们定义了一个生成器函数 numberSequence()，它在一个无限循环中使用 yield 语句逐步产生数字序列。我们创建了一个生成器对象 generator 并对其调用了 next() 方法，每次调用 next() 方法都会从上一次 yield 语句处开始执行，并在下一个 yield 语句处暂停。

生成器函数有以下几个特点：

1. 生成器函数使用 function* 声明语法来定义，而不是普通函数的 function 关键字。
2. 生成器函数内部可以使用 yield 语句来暂停函数的执行，并返回一个值。
3. 生成器函数可以多次返回值，每次返回一个值。
4. 生成器函数可以使用 return 语句来结束函数的执行，并返回一个最终值。
5. 生成器函数可以使用 throw 语句来抛出一个异常。
6. 生成器函数可以通过 for...of 循环来迭代产生的值。

使用场景

生成器函数可以在以下场景中使用：

1. 异步编程：使用生成器函数可以方便地实现异步编程模式，如协程和生成器模式。
2. 处理大量数据：使用生成器函数可以避免一次性将大量数据全部加载到内存中，而是逐步从外部数据源获取数据。
3. 状态机：使用生成器函数可以轻松地实现状态机，例如有限状态机（FSM）或下推自动机（PDA）。

总之，生成器函数是 JavaScript 中一种非常有用的函数类型，它可以使程序更加灵活、可扩展和易于理解。它使得函数能够产生多个值，并可以控制函数的执行过程，让函数更具有交互性和可控性。

使用场景实现代码

1. 异步编程：使用生成器函数实现协程

生成器函数通常用于异步编程，特别是实现协程（coroutine）时非常有用。在异步编程中，程序可以在等待某些操作完成时执行其他任务，以提高性能和响应能力。

以下是一个简单的例子，演示了如何使用生成器函数来实现协程，它可以在等待异步操作完成时暂停执行，并在操作完成时恢复执行：

function* myCoroutine() {
  const result1 = yield asyncOperation1();
  const result2 = yield asyncOperation2(result1);
  const result3 = yield asyncOperation3(result2);
  return result3;
}

const generator = myCoroutine();
generator.next().value.then(result1 => {
  return generator.next(result1).value;
}).then(result2 => {
  return generator.next(result2).value;
}).then(result3 => {
  console.log(result3);
});

在这个示例中，我们定义了一个协程 myCoroutine()，它执行了一系列异步操作，并在每次等待异步操作完成时暂停执行，并使用 yield 语句返回异步操作的结果。我们创建了一个生成器对象 generator 并对其调用了 next() 方法，每次调用 next() 方法都会从上一次 yield 语句处开始执行，并在下一个 yield 语句处暂停。我们使用 Promise 的 then() 方法来处理异步操作的结果，并将结果传递给下一个 yield 语句。

使用生成器函数实现协程的好处在于，它可以使异步编程更加容易和直观。使用生成器函数，我们可以将异步操作组织成顺序代码，而不需要使用回调函数或 Promise 链式调用等复杂的编程模式。

1. 处理大量数据：逐步读取大型数据

生成器函数也非常适合处理大量数据。使用生成器函数，我们可以逐步从外部数据源获取数据，而不是一次性将大量数据全部加载到内存中。这样可以提高程序的效率和可扩展性。

以下是一个简单的例子，演示了如何使用生成器函数从文件中逐行读取数据：

function* readLines(file) {
  const stream = fs.createReadStream(file);
  const reader = readline.createInterface({
    input: stream,
    crlfDelay: Infinity
  });

  for await (const line of reader) {
    yield line;
  }
}

const lineGenerator = readLines('large-file.txt');
for (let line of lineGenerator) {
  console.log(line);
}

在这个示例中，我们定义了一个生成器函数 readLines()，它从文件中逐行读取数据，并使用 yield 语句将每行数据返回。我们创建了一个生成器对象 lineGenerator 并对其进行迭代，每次迭代都会获取一个新的数据行并进行处理。这种方式可以避免一次性将大量数据全部加载到内内存中，而是逐步从外部数据源获取数据，从而提高程序的效率和可扩展性。

1. 无限序列：生成无限序列

生成器函数还可以用于生成无限序列。例如，我们可以使用生成器函数来生成斐波那契数列（Fibonacci sequence）：

function* fibonacci() {
  let a = 0, b = 1;
  while (true) {
    yield a;
    [a, b] = [b, a + b];
  }
}

const generator = fibonacci();
for (let i = 0; i < 10; i++) {
  console.log(generator.next().value);
}

在这个示例中，我们定义了一个生成器函数 fibonacci()，它使用一个 while 循环不断生成斐波那契数列，并使用 yield 语句将每个数返回。我们创建了一个生成器对象 generator 并对其进行迭代，每次迭代都会获取一个新的数并进行处理。由于生成器函数可以无限生成序列，因此我们需要在迭代时指定要生成的元素数量。

使用生成器函数生成无限序列的好处在于，它可以使我们更加方便地生成任意长度的序列，并可以避免一次性生成大量的数据。

yield和async await对比

yield 和 async/await 都是 JavaScript 中的异步编程技术，它们都可以用于协程（coroutine）的实现，但是它们的使用方式和实现方式略有不同。

yield 用于定义生成器函数中的迭代器对象，通过 yield 语句可以将控制权交回给生成器的调用者，以便生成器可以在需要时暂停执行。生成器可以在需要时恢复执行，并继续执行其余的代码。yield 主要用于生成器函数中的同步代码，它可以将同步代码转换为异步代码，从而实现协程。

async/await 是 ECMAScript 2017 标准中引入的一种异步编程模式，它基于 Promise 对象并使用关键字 async 和 await 来进行异步代码的编写和执行。async 关键字用于定义一个异步函数，它会返回一个 Promise 对象，而 await 关键字用于等待一个异步操作的完成，从而避免了回调函数的嵌套和代码可读性的问题。

相比于 yield，async/await 更加直观、易于理解和使用。使用 async/await 可以使代码更加简洁、清晰，并且可以更好地处理异步代码的错误和异常。但是，与 yield 相比，async/await 的实现更加复杂，并且需要在编译时将异步代码转换为 Promise 对象，因此在一些旧版浏览器中可能不被支持。

总体来说，yield 和 async/await 都是实现异步编程的有效方法，它们各有优劣，可以根据具体情况选择使用。如果需要实现较为复杂的异步操作，建议使用 async/await；如果需要实现一些简单的异步操作，可以使用 yield 进行实现。