📖 이터러블

이터레이션 프로토콜 ❓

ES6에서 도입된 이터레이션 프로토콜은 순회 가능한 데이터 컬렉션을 만들기 위해 ECMAScript 사양에 정의하여 미리 약속한 규칙이다.

이터러블 ❔

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

이터러블인지 확인하는 함수는 다음과 같이 구현

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(new Set()); // true
isIterable({}); // false

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 봔환한 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 단게씩 순회하며 순회 결과를 나타내는 이터레이터 리절트 객체를 반환

이터레이터의 next 메서드가 반환하는 이터레이터 리절트 객체의 value 프로퍼티는 현재 순회 중인 이터러블의 값을 나타내며 done 프로퍼티는 이터러블의 순회 완료 여부를 나타낸다.

빌트인 프로토콜 ❓

자바스크립트는 이터레이션 프로토콜을 준수한 객체인 빌트인 이터러블을 제공한다. 다음의 표준 빌트인 객체들은 빌트인 이터러블이다.

for... of 문 ❓

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

for (변수선언문 of 이터러블) {...}

for...of 문은 for..in 문의 형식과 매우 유사

for (변수선언문 in 객체) {...}

for... in문은 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...of 문은 내부적으로 이터레이터의 next 메서드를 호출하여 이터러블을 순회하며 next 메서드가 반환한 이터레이터 리절트 객체의 value 프로퍼티 값을 for...of 문의 변수에 할당.그리고 이터레이터 리절트 객체의 done 프로퍼티 값이 false 이면 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
}

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 떄문에 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 객체다. 따라서 유사 배열 객체에는 Symbol.iterator 메서드가 없기 떄문에 for...of 문으로 순회할 수 없다.

ES6에서 이터러블이 도입되면서 유사 배열 객체인 arguments, NodeList, HTMLCollection 객체에 Symbol.iterator 메서드를 구현하여 이터러블이 되었다. 하지만 이터러블이 된 이후에도 length 프로퍼티를 가지며 인덱스로 접근할 수 있는 것에는 변함이 없으므로 유사 배열 객체이면서 이터러블인 것이다.

이터레이션 프로토콜의 중요성 ❓

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 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]; // "36.1. 배열 디스트럭처링 할당" 참고
    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]; // "36.1. 배열 디스트럭처링 할당" 참고
        // 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 이터레이션 프로토콜을 준수하도록 Symbol.iterator 메서드를 구현하고 Symbol.iterator 메서드가 next 메서드를 갖는 이터레이터를 반환하도록 한다. 그리고 이터레이터의 next 메서드는 done과 value 프로퍼티를 가지는 이터레이터 리저트 객체를 반환한다.
for...of 문은 done 프로퍼티가 true가 될 떄까지 반복하며 done 프로퍼티가 true가 되면 반복울 증지
이터러블은 for...of 문뿐만 아니라 스프레드 문법, 배열 디스트럭처링 할당에도 사용

이터러블을 생성하는 함수 ❔

앞에서 살펴본 fibonacci 이터러블은 내부에 수열의 최대값 max를 가지고 있다. 이 수열의 최대값은 고정된 값으로 외부에서 전달한 값으로 변경할 방법이 없다는 아쉬움이 있다. 수열이 최대값을 인ㅅ로 전달받아 이터러블을 반환하는 함수를 만들어 보자.

// 피보나치 수열을 구현한 사용자 정의 이터러블을 반환하는 함수. 수열의 최대값을 인수로 전달받는다.
const fibonacciFunc = function (max) {
  let [pre, cur] = [0, 1];

  // Symbol.iterator 메서드를 구현한 이터러블을 반환한다.
  return {
    [Symbol.iterator]() {
      return {
        next() {
          [pre, cur] = [cur, pre + cur];
          return { value: cur, done: cur >= max };
        }
      };
    }
  };
};

// 이터러블을 반환하는 함수에 수열의 최대값을 인수로 전달하면서 호출한다.
for (const num of fibonacciFunc(10)) {
  console.log(num); // 1 2 3 5 8
}

이터러블이면서 이터레이터인 객체를 생성하는 함수 ❔

이터레이터를 생성하려면 이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출해야 한다.

// fibonacciFunc 함수는 이터러블을 반환한다.
const iterable = fibonacciFunc(5);
// 이터러블의 Symbol.iterator 메서드는 이터레이터를 반환
const iterator = iterable[Symbol.iterator]();

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:5, done:true}

이터러블이면서 이터레이터의 객체를 생성하면 Symbol.iterator 메서드를 호출하지 않아도 된다. 다음 객체는 Symbol.iterator 메서드와 next 메서드를 소유한 이터러블이면서 이터레이터다. Symbol.iterator 메서드는 this를 반환하므로 next 메서드를 갖는 이터레이터를 반환.

// 이터러블이면서 이터레이터인 객체. 이터레이터를 반환하는 Symbol.iterator 메서드와
// 이터레이션 리절트 객체를 반환하는 next 메서드를 소유한다.
{
  [Symbol.iterator]() { return this; },
  next() {
    return { value: any, done: boolean };
  }
}

// 이터러블이면서 이터레이터인 객체를 반환하는 함수
const fibonacciFunc = function (max) {
  let [pre, cur] = [0, 1];

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

// iter는 이터러블이면서 이터레이터다.
let iter = fibonacciFunc(10);

// iter는 이터러블이므로 for...of 문으로 순회할 수 있다.
for (const num of iter) {
  console.log(num); // 1 2 3 5 8
}

// iter는 이터러블이면서 이터레이터다
iter = fibonacciFunc(10);

// iter는 이터레이터이므로 이터레이션 리절트 객체를 반환하는 next 메서드를 소유한다.
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 }
console.log(iter.next()); // { value: 8, done: false }
console.log(iter.next()); // { value: 13, done: true }

무한 이터러블과 지연 평가 ❔

무한 이터러블을 생성하는 함수를 통해 무한 수열을 간단히 구현할 수 있다.

// 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 8...4181 6765
}

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

위 예제의 이터러블은 지연 평가를 통해 데이터를 생성 지연 평가는 데이터가 필요한 시점 이전까지는 미리 데이터를 생성하지 않다가 데이터가 필요한 시점이 되면 그때야 비로소 데이터를 생성하는 기법이다. 즉 평가 결과가 필요할 때까지 평가를 늦추는 기법이 지연 평가다.
지연 평가를 사용하면 불필요한 데이터를 미리 생성하지 않고 필요한 데이터를 필요한 순간에 생성하므로 빠른 실행 속도를 기대할 수 있고 불필요한 메모리를 소비하지 않으며 무한도 표현할 수 있다는 장점이 있다.