모던 자바스크립트 Deep Dive / 34장 이터러블

ES6에서 도입된 이터레이션 프로토콜은 순회 가능한 자료구조를 만들기 위해

ECMAScript 사양에 정의하여 미리 약속한 규칙이다.

ES6 이전에는 통일된 규약 없이 각자 나름의 구조를 가지고 다양한 방법으로 순회할 수 있었으나

ES6 에서는 순회 가능한 자료 구조를 이터레이션 프로토콜을 준수하는 이터러블로 통일하여

for...of 문, 스프레드 문법, 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있도록 일원화했다.

 

이터레이션 프로토콜에는 이터러블 프로토콜과 이터레이터 프로토콜이 있다.

 

이터러블 프로토콜

이터러블 프로토콜을 준수한 객체를 이터러블이라 한다.

이터러블은 for ... of 문으로 순회할 수 있으며 스프레드 문법과

배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있다.

 

이터레이터 프로토콜

이터레이터 프로토콜을 준수한 객체를 이터레이터라 한다.

이터레이터는 이터러블의 요소를 탐색하기 위한 포인터 역할을 한다.

 

이터러블

이터러블 프로토콜을 준수한 객체, 즉 Symbol.iterator를 프로퍼티 키로 사용한

메서드를 직접 구현하거나 프로토타입 체인을 통해 상속받은 객체를 말한다.

따라서 일반 객체는 이터러블이 아니므로 for ... of문으로 순회하거나

스프레드 문법과 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 없다.

그러나 일반 객체도 이터러블 프로토콜을 준수하도록 구현하면 이터러블이 되기도 한다.

 

이터레이션

이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출하면 프로토콜을 준수한 이터레이터를 반환한다.

이터러블의 Symbol.iterator 메서드가 반환한 이터레이터는 next 메서드를 갖는다.

next 메서드는 각 요소를 순회하기 위한 포인터 역할을 한다.

즉, next를 호출하면 이터러블을 순차적으로 순회하며 결과를 나타내는

이터레이터 리절트 객체를 반환한다.

const array = [1, 2, 3];
const iterator = array[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: undefined, done: true }

 

value는 현재 순회 중인 이터러블의 값, done은 순회 완료 여부를 나타낸다.

 

빌트인 이터러블

자바스크립트는 이터레이션 프로토콜을 준수한 객체인 빌트인 이터러블을 제공한다.

이터러블과 유사 배열 객체

유사 배열 객체는 배열처럼 인덱스로 프로퍼티 값에 접근할 수 있고

length 프로퍼티를 갖는 객체를 말한다. 유사 배열 객체는 일반 객체이므로

for ... of로 순회할 수 없다.

단, arguments, NodeList, HTMLCollection은 유사 배열 객체이면서 이터러블이다.

 

for ... of 문

for ... of 문은 이터러블을 순회하면서 이터러블의 요소에 변수를 할당한다.

for (변수선언문 of 이터러블) { ... }

 

for ... of 문은 객체의 프로토타입 체인 상에 존재하는 모든 프로토타입의 프로퍼티 중에서

프로퍼티 어트리뷰트 [[Enumerable]]의 값이 true인 프로퍼티를 순회하며 열거한다.

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

할당한다. done 프로퍼티 값에 따라 순회를 계속/중단 한다.

이터레이션 프로토콜의 필요성

이터러블은 for ... of 문, 스프레드 문법, 디스트럭처링 할당과 같은

데이터 소비자에의해 사용되므로 데이터 공급자의 역할을 한다고 할 수 있는데,

만약 다양한 데이터 공급자가 각자의 순회 방식을 갖는다면 데이터 소비자는

다양한 데이터 공급자의 순회 방식을 모두 지원해야 한다. 이는 효율적이지 않다.

 

그러나 다양한 데이터 공급자가 이터레이션 프로토콜을 준수하도록 규정하면

데이터 소비자는 이터레이션 프로토콜만 지원하도록 구현하면 된다.

 

이터러블을 지원하는 데이터 소비자는 내부에서 Symbol.iterator 메서드를 호출해

이터레이터를 생성하고 next 메서드를 호출하여 순회하며 이터레이터 리절트 객체를 

반환한다. 그리고 이터레이터 리절트 객체의 value/done 프로퍼티 값을 취득한다.

 

이처럼 이터레이션 프로토콜은 데이터 소비자와 데이터 공급자를 연결하는

인터페이스의 역할을 한다.

 

사용자 정의 이터러블

일반 객체도 이터레이션 프로토콜을 준수하도록 구현하면 사용자 정의 이터러블이 된다.

const fibonacci = {
  [Symbol.iterator]() {
    let [pre, cur] = [0, 1];
    const max = 10;

    return {
      next() {
        [pre, cur] = [cur, pre + cur];
        return { value: cur, done: cur >= max };
      },
    };
  },
};

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.

next 메서드는 done과 value 프로퍼티를 가지는 이터레이터 리절트 객체를 반환한다.

 

이터러블을 생성하는 함수

위의 이터러블은 내부에 최대값 max를 가지고 있어 고정되어 있고 외부에서 전달한 값으로

변경할 방법이 없다. 최대값을 인수로 전달받아 이터러블을 반환하는 함수로 만들자.

const fibonacci = function (max) {
  let [pre, cur] = [0, 1];
  return {
    [Symbol.iterator]() {
      return {
        next() {
          [pre, cur] = [cur, pre + cur];
          return { value: cur, done: cur >= max };
        },
      };
    },
  };
};

for (const num of fibonacci(10)) console.log(num);
// 1 2 3 5 8

 

무한 이터러블과 지연 평가

무한 수열을 구현해보자.

const fibonacci = function () {
  let [pre, cur] = [0, 1];
  return {
    [Symbol.iterator]() {
      return this;
    },
    next() {
      [pre, cur] = [cur, pre + cur];
      return { value: cur };
    },
  };
};

for (const num of fibonacci()) {
  if (num > 10000) break;
  console.log(num);
}

 

이터러블은 데이터 공급자의 역할을 한다. 배열이나 문자열 등은 모든 데이터를

메모리에 미리 확보한 다음 데이터를 공급하는데 위 에제의 이터러블은 지연 평가를 통해

데이터를 생성한다. 지연 평가는 데이터가 필요한 시점 이전까지는 미리 데이터를 생성하지

않다가 데이터가 필요한 시점이 되면 그때야 데이터를 생성하는 기법이다.

 

이처럼 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 있다.