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[JavaScript] 이터러블

2023년 05월 11일

이터레이션 프로토콜

  • ES5
    • 순회 가능한 데이터 컬렉션은 통일된 규약 없이 각자 나름의 구조를 가지고 다양한 방법으로 순회 가능
  • ES6
    • 순회 가능한 데이터 컬렉션을 이터레이션 프로토콜을 준수하는 이터러블로 통일하여 for...of문, 스프레드 문법, 배열 구조 분해 할당의 대상으로 사용할 수 있도록 일원화

ES6에서 도입된 이터레이션 프로토콜은 순회 가능한 데이터 컬렉션(자료구조)를 만들기 위해 ECMAScript 사양에 정의하여 미리 약속한 규칙으로 이터러블 프로토콜과 이터레이터 프로토콜이 있다.

  • 이터러블 프로토콜iterable protocol
    • Well-known Symbol인 Symbol.iterator를 프로퍼티 키로 사용한 메서드를 직접 구현하거나 프로토타입 체인을 통해 상속받은 Symbol. iterator 메서드를 호출하면 이터레이터 프로토콜을 준수한 이터레이터를 반환한다.
    • 이러한 규약을 이터러블 프로토콜이라 하며, 이터러블 프로토콜을 준수한 객체를 이터러블이라 한다.
    • 이터러블은 for...of 문으로 순회할 수 있으며 스프레드 문법과 배열 구조 분해 할당의 대상으로 사용할 수 있다.
  • 이터레이터 프로토콜iterator protocol
    • 이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출하면 이터레이터 프로토콜을 준수한 이터레이터를 반환한다.
    • 이터레이터는 next 메서드를 소유하며 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.

이터러블

이터러블 프로토콜을 준수한 객체를 이터러블이라 한다. 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';

이터레이터

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

⭐ next 메서드

이터러블의 각 요소를 순회하기 위한 포인터의 역할. next 메서드를 호출하면 이터러블을 순차적으로 한 단계씩 순회하며 순회 결과를 나타내는 이터레이터 리절트 객체iterator result object를 반환한다.

// 배열: 이터러블 프로토콜을 준수한 이터러블
const arr = [1, 2];
// Symbol.iterator 메서드: next 메서드를 갖는 이터레이터 반환
const iterator = arr[Symbol.iterator]();
 
// 이터레이터 리절트 객체는 value와 done 프로퍼티를 갖는다.
// value: 현재 순회 중인 이터러블의 값
// done: 이터러블의 순회 완료 여부
console.log(iterator.next()); // { value: 1, done: false }
console.log(iterator.next()); // { value: 2, done: false }
console.log(iterator.next()); // { value: undefined, done: true }

빌트인 이터러블

빌트인 이터러블Symbol.iterator 메서드
ArrayArray.prototype[Symbol.iterator]
StringString.prototype[Symbol.iterator]
MapSet.prototype[Symbol.iterator]
SetTypedArray.prototype[Symbol.iterator]
TypedArrayarguments[Symbol.iterator]
argumentsNodeList.prototype[Symbol.iterator]
DOM 컬렉션HTMLCollection.prototype[Symbol.iterator]

for...of 문

이터러블을 순회하면서 이터러블의 요소를 변수에 할당한다.

for (변수선언문 of 이터러블) { ... }
 
// for...in 문의 형식과 유사
for (변수선언문 in 이터러블) { ... }
  • for...in 문
    • 객체의 프로토타입 체인 상에 존재하는 모든 프로토타입의 프로퍼티 중에서 프로퍼티 어트리뷰트 [[Enumerable]]의 값이 true인 프로퍼티를 순회하며 열거
    • 프로퍼티 키가 심벌인 프로퍼티는 열거하지 않음
  • for...of 문
    • 내부적으로 이터레이터의 next 메서드를 호출하여 이터러블을 순회하며 next 메서드가 반환한 이터레이터 리절트 객체의 value 프로퍼티 값을 for...of 문의 변수에 할당
    • 이터레이터 리절트 객체의 done 프로퍼티 값이 false면 이터러블의 순회를 계속하고 true면 중단

이터러블과 유사 배열 객체

💭 유사 배열 객체?

— 마치 배열처럼 인덱스로 프로퍼티 값에 접근할 수 있고 length 프로퍼티를 갖는 객체

유사 배열 객체는 이터러블이 아닌 일반 객체이므로 Symbol.iterator 메서드가 없다. 따라서 for...of 문으로 순회할 수 없다.

단, arguments, NodeList, HTMLCollection은 ES6에서 이터러블이 도입되면서 Symbol.iterator 메서드를 구현하여 이터러블이 되었다. 이터러블이 된 이후에도 length 프로퍼티를 가지며 인덱스로 접근할 수 있으므로 유사 배열 객체이면서 이터러블이다.

이터레이션 프로토콜의 필요성

이터러블은 for...of 문, 스프레드 문법, 배열 구조 분해 할당과 같은 데이터 소비자data consumer에 의해 사용되므로 데이터 공급자data provider의 역할을 한다고 할 수 있다.

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

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

구현

  • Symbol.iterator 메서드는 next 메서드를 소유한 이터레이터를 반환해야 함
  • next 메서드는 이터레이터 리절트 객체(done, value 프로퍼티)를 반환해야 함
// 피보나치 수열을 구현한 사용자 정의 이터러블
const fibonacci = {
  // Symbol.iterator 메서드 구현
  [Symbol.iterator]() {
    let [pre, cur] = [0, 1];
    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];
        // 이터레이터 리절트 객체 반환
        return { value: cur, done: cur >= max };
      }
    };
  }
};
 
// 이터러블인 fibonacci 객체를 순회할 때마다 next 메서드 호출
for (const num of fibonacci) {
  console.log(num); // 1 2 3 5 8
}

이터러블을 생성하는 함수

// 수열의 최대값을 인수로 전달받아 이터러블을 반환
const fibonacciFunc = function (max) {
  let [pre, cur] = [0, 1];
 
  // Symbol.iterator 메서드를 구현한 이터러블 반환
  return {
    [Symbol.iterator]() {
      return {
        next() {
          [pre, cur] = [cur, pre + cur];
          return { value: cur, done: cur >= max };
        }
      };
    }
  };
};
 
// 이터러블을 반환하는 함수에 수열의 최대값을 인수로 전달하며 호출, 이터러블 반환
for (const num of fibonacciFunc(10)) {
  console.log(num); // 1 2 3 5 8
}

이터러블이면서 이터레이터인 객체를 생성하는 함수

위의 fibonacciFunc 함수는 이터러블을 반환하므로 이터레이터를 생성하려면 이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출해야 한다. 이터러블이면서 이터레이터인 객체를 생성하면 Symbol.iterator 메서드를 호출하지 않아도 된다.

// 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 };
    }
  };
};

지연 평가

데이터가 필요한 시점 이전까지는 미리 데이터를 생성하지 않다가 데이터가 필요한 시점이 되면 그때야 비로소 데이터를 생성하는 기법을 말한다. 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.