Python 化 JavaScript-Python教程-PHP中文网

Pythonizing JavaScript

Python 拥有许多强大的实用函数，例如 range、enumerate、zip 等，这些函数基于可迭代对象和迭代器协议构建。结合生成器函数，这些协议自 2016 年左右起就在所有 Evergreen 浏览器和 Node.js 中可用，但在我看来，它们的使用率却低得令人吃惊。在这篇文章中，我将使用 TypeScript 实现其中一些辅助函数，希望能改变这种现状。

迭代器、可迭代对象和生成器函数

迭代器协议

迭代器协议是一种生成值序列的标准方法。要使一个对象成为迭代器，它必须通过实现 next 方法来遵守迭代器协议，例如：

<code class="language-typescript">const iterator = {
  i: 0,
  next() {
    return { done: false, value: this.i++ };
  }
};</code>

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然后，我们可以重复调用 next 方法来获取值：

<code class="language-typescript">console.log(iterator.next().value); // → 0
console.log(iterator.next().value); // → 1
console.log(iterator.next().value); // → 2
console.log(iterator.next().value); // → 3
console.log(iterator.next().value); // → 4</code>

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next 方法应该返回一个对象，该对象包含一个 value 属性（包含实际值）和一个 done 属性（指定迭代器是否已耗尽，即是否无法再生成值）。根据 MDN 的说法，这两个属性都不是严格必需的，如果两者都缺失，则返回值被视为 { done: false, value: undefined }。

可迭代对象协议

可迭代对象协议允许对象定义其自身的迭代行为。要遵守可迭代对象协议，对象必须使用 Symbol.iterator 键定义一个方法，该方法返回一个迭代器。许多内置对象（如 Array、TypedArray、Set 和 Map）都实现了此协议，因此可以使用 for...of 循环对其进行迭代。

例如，对于数组，values 方法被指定为数组的 Symbol.iterator 方法：

<code class="language-typescript">console.log(Array.prototype.values === Array.prototype[Symbol.iterator]); // → true</code>

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我们可以结合迭代器和可迭代对象协议来创建一个可迭代的迭代器，如下所示：

<code class="language-typescript">const iterable = {
  i: 0,
  [Symbol.iterator]() {
    const iterable = this;
    return {
      next() {
        return { done: false, value: iterable.i++ };
      }
    };
  }
};</code>

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这两个协议的名称不幸地非常相似，至今仍然让我感到困惑。

正如您可能猜到的那样，我们的迭代器和可迭代对象示例是无限的，这意味着它们可以永远生成值。这是一个非常强大的特性，但也容易成为一个陷阱。例如，如果我们要在一个 for...of 循环中使用可迭代对象，则循环将永远持续下去；或者用作 Array.from 的参数，JS 最终会抛出一个 RangeError，因为数组会变得太大：

<code class="language-typescript">// 将无限循环：
for (const value of iterable) {
  console.log(value);
}

// 将抛出 RangeError
const arr = Array.from(iterable);</code>

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迭代器和可迭代对象甚至可以无限的原因是它们是惰性求值的，即只有在使用时才会生成值。

生成器函数

虽然迭代器和可迭代对象是宝贵的工具，但编写起来有点麻烦。作为替代方案，引入了生成器函数。

生成器函数使用 function* （或 function *，星号可以在 function 关键字和函数名称之间任意位置）指定，允许我们中断函数的执行，使用 yield 关键字返回值，并在稍后继续中断的地方继续执行，同时保持其内部状态：

<code class="language-typescript">const iterator = {
  i: 0,
  next() {
    return { done: false, value: this.i++ };
  }
};</code>

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Python 实用程序

如引言中所述，Python 有一些非常有用的内置实用程序，它们基于上述协议。JavaScript 最近也为迭代器增加了一些辅助方法，例如 .drop() 和 .filter()，但（也许还没有）拥有 Python 中一些更有趣的实用程序。

让我们动手实践！

现在理论部分已经结束，让我们开始实现一些 Python 函数吧！

注意：此处显示的这些实现都不应按原样用于生产环境。 它们缺乏错误处理和边界条件检查。

enumerate(iterable [,start])

Python 中的 enumerate 为输入序列或可迭代对象中的每个项目返回一系列元组，其中第一个位置包含计数，第二个位置包含项目：

<code class="language-typescript">console.log(iterator.next().value); // → 0
console.log(iterator.next().value); // → 1
console.log(iterator.next().value); // → 2
console.log(iterator.next().value); // → 3
console.log(iterator.next().value); // → 4</code>

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enumerate 还接受一个可选的 start 参数，指示计数器应从何处开始：

<code class="language-typescript">console.log(Array.prototype.values === Array.prototype[Symbol.iterator]); // → true</code>

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让我们使用生成器函数在 TypeScript 中实现它。我们可以使用 python 文档中概述的实现作为指导

<code class="language-typescript">const iterable = {
  i: 0,
  [Symbol.iterator]() {
    const iterable = this;
    return {
      next() {
        return { done: false, value: iterable.i++ };
      }
    };
  }
};</code>

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由于 JavaScript 中的字符串实现了可迭代对象协议，我们可以简单地将字符串传递给我们的 enumerate 函数并像这样调用它：

<code class="language-typescript">// 将无限循环：
for (const value of iterable) {
  console.log(value);
}

// 将抛出 RangeError
const arr = Array.from(iterable);</code>

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repeat(elem [,n])

repeat 是内置 itertools 库的一部分，它重复给定的输入 elem n 次，如果未指定 n，则无限重复。我们再次可以将 python 文档中的实现作为起点。

<code class="language-typescript">function* sequence() {
  let i = 0;
  while (true) {
    yield i++;
  }
}

const seq = sequence();
console.log(seq.next().value); // → 0;
console.log(seq.next().value); // → 1;
console.log(seq.next().value); // → 2;

// 将无限循环，从 3 开始
for (const value of seq) {
  console.log(value);
}</code>

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(此处省略了 cycle、range 函数的实现，因为篇幅过长，但其逻辑与原文相同，只是将代码用 TypeScript 重写)