34장 이터러블(iterable)
이터레이션 프로토콜(iteration protocol)
ES6에서 도입된 이터레이션 프로토콜은 순회 가능한(iterable) 데이터 컬렉션(자료구조)을 만들기 위해 ECMAScript 사양에 정의하여 미리 약속한 규칙이다. ES6 이전에는 순회가능한 데이터 컬렉션들은 통일된 규약 없이 각자 나름의 구조를 가지고 for 문 등의 다양한 방법으로 순회할 수 있었습니다. 하지만 ES6에서는 순회 가능한 데이터 컬렉션을 이터레이션 프로토콜을 준수하는 이터러블로 통일하여 for ...of문, 스프레드 문법, 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있도록 일원화했습니다.
이터레이션 프로토콜
- 이터러블 프로토콜(iterable protocol)
- Well-known Symbol 인 Symbol.iterator를 프로퍼티 키로 사용한 메서드를 직접 구현하거나 프로토타입 체인을 상속받은 Symbol.iterator 메서드를 호출하면 이터레이터 프로토콜을 준수한 이터레이터를 반환한다.
이러한 규약을 이터러블 프로토콜이라 하며, 이터러블 프로토콜을 준수한 객체를 이터러블이라 한다.
- Well-known Symbol 인 Symbol.iterator를 프로퍼티 키로 사용한 메서드를 직접 구현하거나 프로토타입 체인을 상속받은 Symbol.iterator 메서드를 호출하면 이터레이터 프로토콜을 준수한 이터레이터를 반환한다.
- 이터레이터 프로토콜(iterator protocol)
- 이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출하면 이터레이터 프로토콜을 준수한 이터레이터를 반환한다. 이터레이터는 next 메서드를 소유하여 next 메서드를 호출하면 이터러블을 순회하며 value와 done 프로퍼티를 갖는 이터레이터 리절트 객체를 반환한다.
이러한 규약을 이터레이터 프로토콜이라 하며, 이터레이터 프로토콜을 준수한 객체를 이터레이터라 한다. 이터레이터는 이터러블의 요소를 탐색하기 위한 포인터 역할을 한다.
- 이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출하면 이터레이터 프로토콜을 준수한 이터레이터를 반환한다. 이터레이터는 next 메서드를 소유하여 next 메서드를 호출하면 이터러블을 순회하며 value와 done 프로퍼티를 갖는 이터레이터 리절트 객체를 반환한다.
이터러블
이터러블 프로토콜을 준수한 객체, 즉 Symbol.iterator를 프로퍼티 키로 사용한 메서드를 직접 구현하거나 프로토타입 체인을 통해 상속받은 객체를 말한다.
// 이터러블인지 확인하는 함수
const isIterable = v => v != null && typeof v[Symbol.iterator] === 'function';
// 배열, 문자열, Map, Set 등은 이터러블이다.
const array = [1,2,3];
// 배열은 Array.prototype의 Symbol.iterator 메서드를 상속받는 이터러블이다.
// 이터러블인 배열은 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있다.
console.log(Symbol.iterator in array); // true
이터레이터
이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출하면 이터레이터 프로토콜을 준수한 이터레이터를 반환한다. 이터러블의 Symbol.iterator 메서드가 반환한 이터레이터는 next 메서드를 가진다.
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 객체(iterator result object)를 반환한다.
const array = [1,2,3];
// Symbol.iterator 메서드는 이터레이터를 반환한다. 이터레이터는 next 메서드를 가진다.
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}
빌트인 이터러블
자바스크립트는 이터레이션 프로토콜을 준수한 객체인 빌트인 이터러블을 제공한다. 다음의 표준 빌트인 객체들은 빌트인 리터러블이다.
| 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.prototype[Symbol.iterator] |
| DOM 컬렉션 | NodeList.prototype[Symbol.iterator] HTMLCollection.prototype[Symbol.iterator] |
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 (변수선언문 of 이터러블) {...}
for .. of 문과 형식이 매우 유사한 for ... in 문은 객체의 프로토타입 체인 상에 존재하는 모든 프로토타입의 프로퍼티 중에서 프로퍼티 어트리뷰트 [[Enumerable]]의 값이 true인 프로퍼티를 순회하며 열거한다. 이때 프로퍼티 키가 심벌인 프로퍼티는 열거하지 않는다.
for (변수선언문 in 객체) {...}
이터러블과 유사 배열 객체
유사 배열 객체는 마치 배열처럼 인덱스로 프로퍼티 값에 접근할 수 있고 length 프로퍼티를 갖는 객체를 말한다. 유사 배열 객체 length 프로퍼티를 갖기 때문에 for 문으로 순회할 수 있고, 인덱스를 나타내는 숫자 형식의 문자열을 프로퍼티 키로 가지므로 마치 배열처럼 인덱스로 프로퍼티 값에 접근할 수 있다.
유사 배열 객체는 이터러블이 아닌 일반 객체이므로 Symbol.iterator 메서드가 없기 때문에 for ... of 문으로 순회할 수 없다.
하지만 arguments, NodeList, HTMLCollection 은 유사 배열 객체이면서 이터러블이다. 정확히는 ES6 에서 이터러블이 도입되면서 arguments, NodeList, HTMLCollection 객체에 Symbl.iterator 메서드를 구현하여 이터러블이 되었다.
이터레이션 프로토콜의 필요성
ES6에서는 순회 가능한 데이터 컬렉션을 이터레이션 프로토콜을 준수하는 이터러블(빌트인 이터러블 표에 있는 데이터 소스들)로 통일하여 for ... of문, 스프레드 문접, 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있도록 일원화했다.
이터러블은 for ... of문, 스프레드 문접, 배열 디스트럭처링 할당과 같은 데이터 소비자(data consumer)에 의해 사용되므로 데이터 공급자(data provider)의 역할을 한다고 할 수 있다. 다양한 데이터 공급자가 이터레이션 프로토콜을 준수하도록 규정하여 데이터 소비자가 이터레이션 프로토콜만 지원하도록 구현했다.
이처럼 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.
사용자 정의 이터러블
사용자 정의 이터러블 구현
이터레이션 프로토콜을 준수하지 않은 일반 객체도 이터레이션 프로토콜을 준수하도록 구현하면 사용자 정의 이터러블이 된다.
// 피보나치 수열을 구현한 사용자 정의 리터러블
const factorial = {
// Symbol.iterator 메서드를 구현하여 이터러블 프로토콜을 준수한다.
[Symbol.iterator]() {
let [pre,cur] = [1,1];
const max = 1000; // 팩토리얼 수열의 최대값
// Symbol.iterator 메서드는 next 메서드를 소유한 이터레이터를 반환해야 하고
// next 메서드는 이터레이터 리절트 객체를 반환해야 한다.
return {
next(){
[pre,cur] = [pre+1,pre*cur];
// 이터레이터 리절트 객체를 반환한다.
return {value:cur, done:cur>=max};
}
};
}
};
// 이터러블인 factorial 객체를 순회할 때마다 next 메서드가 호출된다.
for(const num of factorial) {
console.log(num)
}
이터러블을 생성하는 함수
수열의 최대값을 고정된 값이 아닌 외부에서 전달한 값으로 변경할 수 있도록 수정해보겠습니다.
const factorial = function(max){
let [pre,cur] = [1,1];
return {
[Symbol.iterator]() {
return {
next(){
[pre,cur] = [pre+1,pre*cur];
return {value:cur, done:cur>=max};
}
}
}
};
};
for(const num of factorial(1000)) {
console.log(num)
}
이터러블이면서 이터레이터인 객체를 생성하는 함수
앞에서 살펴본 factorial 함수는 이터러블을 반환한다. 하지만 이터레이터를 생성하려면 이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출해야 합니다. factorial 함수를 이터러블이면서 이터레이터인 객체를 생성하여 반환하는 함수로 변경해보겠습니다.
// 이터러블이면서 이터레이터인 객체를 반환하는 함수
const factorial = function(max){
let [pre,cur] = [1,1];
// Symbol.itertator 메서드와 next 메서드를 소유한 이터러블이면서 이터레이터인 객체를 반환
return {
[Symbol.iterator]() {return this;},
next(){
[pre,cur] = [pre+1,pre*cur];
return {value:cur, done:cur>=max};
}
};
};
// iter는 이터러블이면서 이터레이터다
let iter = factorial(1000);
// iter는 이터러블이므로 for ... of 문으로 순회할 수 있다.
for(const num of iter) {
console.log(num)
}
iter = factorial(1000);
// iter는 이터레이터이므로 이터레이션 리절트 객체를 반환하는 next 메서드를 소유한다.
console.log(iter.next())
console.log(iter.next())
무한 이터러블과 지연 평가
무한 이터러블을 생성하는 함수를 정의해보자. 이를 통해 무한 수열을 간단히 구현할 수 있다.+
// 무한 이터러블을 생성하는 함수
const factorial = function(max){
let [pre,cur] = [1,1];
return {
[Symbol.iterator]() {return this;},
next(){
[pre,cur] = [pre+1,pre*cur];
// 무한을 구현해야 하므로 done 프로퍼티를 생략한다.
return {value:cur};
}
};
};
// factorial 함수는 무한 이터러블을 생성한다.
for(const num of factorial()) {
if(num>1000) break;
console.log(num);
}
// 배열 디스트럭처링 할당을 통해 무한 이터러블에서 3개의 요소만 획득한다.
const [f1,f2,f3] = factorial()
console.log(f1,f2,f3)
이터러블은 데이터 공급자의 역할을 합니다. 배열이나 문자열 등은 모든 데이터를 메모리에 모두 확보한 다음 데이터를 공급합니다. 하지만 위 예제의 이터러블은 지연 평가를 통해 데이터를 생성합니다. 지연 평가는 데이터가 필요한 시점 이전까지는 미리 데이터를 생성하지 않다가 데이터가 필요한 시점이 되면 그때야 비로소 데이터를 생성하는 기법입니다. 즉, 평가 결과가 필요할 때까지 평가를 늦추는 기법이 지연 평가입니다.
위 예제의 factorial 함수는 무한 이터러블을 생성하지만 소비자인 for...of 문이나 배열 디스트럭처링 할당 등이 실행되기 이전까지 데이터를 생성하지 않습니다. 즉, 데이터가 필요할 때까지 데이터의 생성을 지연하다가 데이터가 필요한 순간 데이터를 생성합니다.
이처럼 지연 평가를 사용하면 불필요한 데이터를 미리 생성하지 않고 필요한 순간에 데이터를 생성하므로 빠른 실행 속도를 기대할 수 있고 불필요한 메모리를 소비하지 않으며 무한도 표현할 수 있다는 장점이 있다.
문제
문제1
1. 이터러블 프로토콜에는 이터레이션 프로토콜과 이터레이터 프로토콜이 있습니다.
2. 이터러블은 인덱스로 프로퍼티 값에 접근할 수 있고 length 프로퍼티를 갖는 유사 배열 객체를 의미한다.
문제2
이터레이터의 next 메서드를 통해 value와 done 프로퍼티를 갖는 객체를 출력하려 합니다.
문제 1은 첫 번째로 출력되는 객체고, 문제 2는 마지막으로 출력되는 객체라고 할 때, 출력되는 값을 작성해 주세요.
const array = [1,2,3];
const iterator = array[Symbol.iterator]();
console.log(iterator.next()); // 문제1
...
console.log(iterator.next()); // 문제2
문제3
다음 코드는 팩토리얼 수열을 이터레이션 프로토콜을 준수하도록 구현한 사용자 정의 이터러블입니다. 아래의 팩토리얼 함수는 이터러블을 반환할 수 있지만, 이터레이터를 생성하려면 이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출해야 합니다. 아래의 팩토리얼 함수를 이터러블이면서 이터레이터인 객체를 생성하여 변환하는 함수로 변경해주세요.
const factorial = function(max){
let [pre,cur] = [1,1];
return {
[Symbol.iterator]() {
return {
next(){
[pre,cur] = [pre+1,pre*cur];
return {value:cur, done:cur>=max};
}
}
}
};
};
// 아래 코드가 정상적으로 작동할 수 있게 팩토리얼 함수를 수정해주세요.
let iter = factorial(1000);
for(const num of iter) {
console.log(num);
}
답
문제1. X X
1. 이터레이션 프로토콜에는 이터러블 프로토콜과 이터레이터 프로토콜이 있습니다.(p.614)
2. 유사 배열 객체는 이터러블이 아닌 Symbol.iterator가 없는 일반 객체이다.
문제2.(p.617)
{value: 1, done: false}
{value: undefined, done: true}
문제3
// 이터러블이면서 이터레이터인 객체를 반환하는 함수
const factorial = function(max){
let [pre,cur] = [1,1];
// Symbol.itertator 메서드와 next 메서드를 소유한 이터러블이면서 이터레이터인 객체를 반환
return {
[Symbol.iterator]() {return this;},
next(){
[pre,cur] = [pre+1,pre*cur];
return {value:cur, done:cur>=max};
}
};
};
// iter는 이터러블이면서 이터레이터다
let iter = factorial(1000);
// iter는 이터러블이므로 for ... of 문으로 순회할 수 있다.
for(const num of iter) {
console.log(num)
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