[Deep Dive] 34장 - 이터러블

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34.1 이터레이션 프로토콜

34.1.1 이터러블

이터러블 프로토콜을 준수한 객체를 이터러블이라 한다. 즉, 이터러블은 Symbol.iterator를 프로퍼티 키로 사용한 메서드를 직접 구현하거나 프로토타입 체인을 통해 상속받은 객체를 말한다.

const isIterable = v => v !== null && typeof v[Symbol.iterator] === 'function';

// 배열, 문자열, Map, Set 등은 이터러블이다.
isIterable([]); // true
isIterable(''); // true
isIterable(new Map()); // true
isIterable(new Set()); // true
isIterable({}); // false

 

배열은 Array.prototype의 Symbol.iterator 메서드를 상속받는 이터러블이다. 이터러블은 for ... of 문으로 순회할 수 있으며, 스프레드 문법과 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있다.

const array = [1,2,3];

// 배열은 Array.prototype의 Symbol.iterator 메서드를 상속받는 이터러블이다.
console.log(Symbol.iterator in array); // true

// 이터러블인 배열은 for ... of 문으로 순회 가능하다.
for (const item of array) {
  console.log(item);
}

// 이터러블인 배열은 스프레드 문법의 대상으로 사용할 수 있다.
console.log([...array]); // [1,2,3]

// 이터러블인 배열은 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있다.
const [a, ...rest] = array;
console.log(a, rest); // 1,[2,3]

 

Symbol.iterator 메서드를 직접 구현하지 않거나 상속받지 않은 일반 객체는 이터러블 프로토콜을 준수한 이터러블이 아니다. 따라서 일반 객체는 for ... of 문으로 순회할 수 없으며 스프레드 문법과 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 없다.

 

 

34.1.2 이터레이터

이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출하면 이터레이터 프로토콜을 준수한 이터레이터를 반환한다. 이터러블의 Symbol.iterator 메서드가 반환한 이터레이터는 next 메서드를 갖는다.

// 배열은 이터러블 프로토콜을 준수한 이터러블이다.
const array = [1,2,3];

// Symbol.iterator 메서드는 이터레이터를 반환한다.
const iterator = array[Symbol.iterator]();

// Symbol.iterator 메서드가 반환한 이터레이터는 next 메서드를 갖는다.
console.log('next' in iterator); // true

 

이터레이터의 next 메서드는 이터러블의 각 요소를 순회하기 위한 포인터의 역할을 한다. 즉, next 메서드를 호출하면 이터러블을 순차적으로 한 단계씩 순회하며 순회 결과를 나타내는 이터레이터 리절트 객체를 반환한다.

// 배열은 이터러블 프로토콜을 준수한 이터러블이다.
const array = [1,2,3];

// Symbol.iterator 메서드는 이터레이터를 반환한다. 이터레이터는 next 메서드를 갖는다.
const iterator = array[Symbol.iterator]();

// next 메서드를 호출하면 이터러블을 순회하며 순회 결과를 나타내는 이터레이터 리절트 객체를 반환한다.
// 이터레이터 리절트 객체는 value와 done 프로퍼티를 갖는 객체다.
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}

 

 

 

 

34.2 빌트인 이터러블

빌트인 이터러블	Symbol.iterator 메서드
Array	Array.prototype[Symbol.iterator]
String	String.prototype[Symbol.iterator]
Map	Map.prototype[Symbol.iterator]
Set	Set.prototype[Symbol.iterator]
TypedArray	TypedArray.prototype[Symbol.iterator]
arguments	arguments[Symbol.iterator]
DOM 컬렉션	NodeList.prototype[Symbol.iterator] HTMLCollection.prototype[Symbol.iterator]

 

 

 

34.3 for ... of 문

for ... of 문은 이터러블을 순회하면서 이터러블의 요소를 변수에 할당한다. 

for ... of 문은 내부적으로 이터레이터의 next 메서드를 호출하여 이터러블을 순회하며 next 메서드가 반환한 이터레이터 리절트 객체의 value 프로퍼티 값을 for ... of 문의 변수에 할당한다. 그리고 이터레이터 리절트 객체의 done 프로퍼티 값이 false이면 이터러블의 순회를 계속하고 true이면 이터러블의 순회를 중단한다.

for (const item of [1,2,3]) {
  // item 변수에 순차적으로 1,2,3이 할당된다.
  console.log(item); // 1 2 3

 

 

 

34.4 이터러블과 유사 배열 객체

유사 배열 객체는 마치 배열처럼 인덱스로 프로퍼티 값에 접근할 수 있고, length 프로퍼티를 갖는 객체를 말한다. 유사 배열 객체는 length 프로퍼티를 갖기 때문에 for 문으로 순회할 수 있고, 인덱스를 나타내는 숫자 형식의 문자열을 프로퍼티 키로 가지므로 배열처럼 인덱스로 프로퍼티 값에 접근할 수 있다.

// 유사 배열 객체
const arrayLike = {
  0: 1,
  1: 2,
  2: 3,
  length: 3
};

// 유사 배열 객체는 length 프로퍼티를 갖기 때문에 for 문으로 순회할 수 있다.
for (let i = 0; i < arrayLike.length; i++) {
  // 유사 배열 객체는 마치 배열처럼 인덱스로 프로퍼티 값에 접근할 수 있다.
  console.log(arrayLike[i]); // 1 2 3
}

 

유사 배열 객체는 이터러블이 아닌 객체이기 때문에 Symbol.iterator 메서드가 없다. 따라서 for ... of 문으로 순회할 수 없다. 단, arguments, NodeList, HTMLCollection은 유사 배열 객체이면서 이터러블이기 때문에 Symbol.iterator 메서드가 존재한다.

 

 

 

34.5 이터레이션 프로토콜의 필요성

이터레이션 프로토콜은 다양한 데이터 공급자가 하나의 순회 방식을 갖도록 규정하여 데이터 소비자가 효율적으로 다양한 데이터 공급자를 사용할 수 있도록 데이터 소비자와 데이터 공급자를 연결하는 인터페이스의 역할을 한다.

 

 

 

34.6 사용자 정의 이터러블

사용자 정의 이터러블 구현

이터레이션 프로토콜을 준수하지 않는 일반 객체도 이터레이션 프로토콜을 준수하도록 구현하면 사용자 정의 이터러블이 된다.

// 피보나치 수열을 구현한 사용자 정의 이터러블
const fibonacci = {
  // Symbol.iterator 메서드를 구현하여 이터러블 프로토콜을 준수한다.
  [Symbol.iterator]() {
    let [pre,cur] = [0,1]; // 배열 디스트럭처링 할당
    const max = 10; // 수열의 최대값
    
    // Symbol.iterator 메서드는 next 메서드를 소유한 이터레이터를 반환해야 하고
    // next 메서드는 이터레이터 리절트 객체를 반환해야 한다.
    return {
      next() {
        [pre,cur] = [cur, pre + cur]; // 배열 디스트럭처링 할당
        // 이터레이터 리절트 객체를 반환한다.
        return { value : cur, done : cur >= max};
      }
    };
  }
};

// 이터러블인 fibonacci 객체를 순회할 때마다 next 메서드가 호출된다.
for (const num of fibonacci) {
  console.log(num); // 1 2 3 5 8
}

사용자 정의 이터러블은 리터레이션 프로토콜을 준수하도록 Symbol.iterator 메서드를 구현하고 Symbol.iterator 메서드가 next 메서드를 갖는 이터레이터를 반환하도록 한다. 그리고 이터레이터의 next 메서드는 done과 value 프로퍼티를 가지는 이터레이터 리절트 객체를 반환한다. for ... of 문은 done 프로퍼티가 true가 될 때까지 반복하며 done 프로퍼티가 true가 되면 반복을 중지한다.

 

이터러블은 for ... of 문 뿐만 아니라 스프레드 문법, 배열 디스트럭처링 할당에도 사용할 수 있다.

// 이터러블은 스프레드 문법의 대상이 될 수 있다.
const arr = [...fibonacci];
console.log(arr); // [1,2,3,5,8]

// 이터러블은 배열 디스트럭처링 할당의 대상이 될 수 있다.
const [first, second, ...rest] = fibonacci;
console.log(first, second, rest); // 1 2 [3,5,8]

 

 

이터러블이면서 이터레이터인 객체를 생성하는 함수

이터레이터는 이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출함으로써 생성할 수 있다. 이터러블이면서 이터레이터인 객체를 생성하면 Symbol.iterator 메서드를 호출하지 않아도 된다.

const fibonacciFunc = function (max) {
  let [pre, cur] = [0, 1];

  // 이터러블이면서 이터레이터인 객체를 반환
  return {
    // Symbol.iterator 메서드
    [Symbol.iterator]() {
      return this;
    },
    // next 메서드
    next() {
      [pre, cur] = [cur, pre + cur];
      return {
        value: cur,
        done: cur >= max
      };
    }
  };
};

let iter = fibonacciFunc(10);

// iter 이터레이터
console.log(iter.next()); // {value: 1, done: false}
console.log(iter.next()); // {value: 2, done: false}
console.log(iter.next()); // {value: 3, done: false}
console.log(iter.next()); // {value: 5, done: false}

iter = fibonacciFunc(10);

// iter 이터러블
for (const num of iter) {
  console.log(num); // 1 2 3 5 8
}

위 fibonacciFunc 함수는 Symbol.iterator 메서드와 next 메서드를 소유한 이터러블이면서 이터레이터 객체를 반환한다. Symbol.iterator 메서드에서 this를 반환하므로 next 메서드를 갖는 이터레이터를 반환할 수 있다.

 

 

무한 이터러블과 지연 평가

// 무한 이터러블을 생성하는 함수
const fibonacciFunc = function () {
  let [pre, cur] = [0, 1];

  return {
    [Symbol.iterator]() {
      return this;
    },
    next() {
      [pre, cur] = [cur, pre + cur];
      // 무한을 구현해야 하므로 done 프로퍼티를 생략한다.
      return { value: cur };
    }
  };
};

// fibonacciFunc 함수는 무한 이터러블을 생성한다.
for (const num of fibonacciFunc()) {
  if (num > 10000) break;
  console.log(num); // 1 2 3 5 ... 4181 6765
}

// 배열 디스트럭처링 할당을 통해 무한 이터러블에서 3개의 요소만 취득한다.
const [f1, f2, f3] = fibonacciFunc();
console.log(f1, f2, f3); // 1 2 3

이터러블은 데이터 공급자의 역할은 한다. 배열이나 문자열들은 모든 데이터를 메모리에 미리 확보한 다음 데이터를 공급한다. 하지만 위 예제의 이터러블은 지연 평가를 통해 데이터를 생성한다.

 

지연 평가는 데이터가 필요한 시점 이전까지는 미리 데이터를 생성하지 않다가 데이터가 필요한 시접이 되면 그때야 비로소 데이터를 생성하는 기법이다. 즉, 평가 결과가 필요할 때까지 평가를 늦추는 기법이 지연 평가다.

 

fibonacciFunc 함수는 무한 이터러블을 생성한다. 하지만 fibonacciFunc 함수는 데이터 소비자인 for of 문이나, 디스트럭처링 할당이 되기 전까지 데이터를 생성하지 않는다. for of 문에 경우는 이터러블을 순회할 때 내부 이터레이터의 next 메서드를 호출하면서 데이터를 생성한다.

 

즉, 데이터가 필요한 시점까지 데이터 생성을 지연시킨 후 데이터가 필요한 순간에 데이터를 생성한다.