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= JavaScript生成器 =

'''JavaScript生成器'''（Generators）是ES6引入的一种特殊函数，它允许通过控制函数的执行流程来生成一系列值。与普通函数不同，生成器可以暂停和恢复执行，这使得它们非常适合处理异步操作、惰性求值和迭代大型数据集。

== 基本概念 ==

生成器函数使用<code>function*</code>语法定义，并通过<code>yield</code>关键字暂停执行并返回一个值。调用生成器函数不会立即执行函数体，而是返回一个'''生成器对象'''，该对象遵循'''迭代器协议'''（Iterator Protocol），可以通过<code>next()</code>方法逐步执行。

=== 语法示例 ===
<syntaxhighlight lang="javascript">
function* simpleGenerator() {
    yield 'First value';
    yield 'Second value';
    return 'Final value';
}

const generator = simpleGenerator();
console.log(generator.next()); // { value: 'First value', done: false }
console.log(generator.next()); // { value: 'Second value', done: false }
console.log(generator.next()); // { value: 'Final value', done: true }
</syntaxhighlight>

=== 关键特性 ===
* '''暂停与恢复'''：生成器可以在执行过程中暂停（通过<code>yield</code>）并在之后恢复。
* '''惰性求值'''：值仅在请求时生成，适用于处理无限序列或大型数据流。
* '''双向通信'''：可以通过<code>next(value)</code>向生成器传递参数。

== 工作原理 ==

生成器通过维护其执行上下文（包括局部变量和指令指针）来实现暂停和恢复。每次调用<code>next()</code>时，生成器从上次暂停的位置继续执行，直到遇到下一个<code>yield</code>或<code>return</code>。

=== 状态图 ===
<mermaid>
stateDiagram-v2
    [*] --> Created
    Created --> Yielding: next()
    Yielding --> Yielding: next()
    Yielding --> Completed: return
    Completed --> [*]
</mermaid>

== 实际应用 ==

=== 1. 生成无限序列 ===
生成器非常适合表示无限序列（如斐波那契数列），因为值是按需计算的：
<syntaxhighlight lang="javascript">
function* fibonacci() {
    let [a, b] = [0, 1];
    while (true) {
        yield a;
        [a, b] = [b, a + b];
    }
}

const fib = fibonacci();
console.log(fib.next().value); // 0
console.log(fib.next().value); // 1
console.log(fib.next().value); // 1
console.log(fib.next().value); // 2
</syntaxhighlight>

=== 2. 异步流程控制 ===
生成器可用于简化异步代码（常与Promise结合）：
<syntaxhighlight lang="javascript">
function* asyncGenerator() {
    const result = yield fetch('https://api.example.com/data');
    console.log(result);
}

function runAsync(generator) {
    const iterator = generator();
    function handleNext(iteratorResult) {
        if (iteratorResult.done) return;
        iteratorResult.value
            .then(res => res.json())
            .then(data => handleNext(iterator.next(data)));
    }
    handleNext(iterator.next());
}

runAsync(asyncGenerator);
</syntaxhighlight>

=== 3. 实现自定义迭代器 ===
生成器简化了迭代器模式的实现：
<syntaxhighlight lang="javascript">
const obj = {
    *[Symbol.iterator]() {
        yield 1;
        yield 2;
        yield 3;
    }
};

for (const val of obj) {
    console.log(val); // 1, 2, 3
}
</syntaxhighlight>

== 高级特性 ==

=== yield* 委托 ===
<code>yield*</code>允许生成器委托给另一个可迭代对象：
<syntaxhighlight lang="javascript">
function* generatorA() {
    yield 'A1';
    yield 'A2';
}

function* generatorB() {
    yield 'B1';
    yield* generatorA();
    yield 'B2';
}

console.log([...generatorB()]); // ['B1', 'A1', 'A2', 'B2']
</syntaxhighlight>

=== 错误处理 ===
可以通过<code>throw()</code>方法向生成器抛出错误：
<syntaxhighlight lang="javascript">
function* errorHandling() {
    try {
        yield 'Normal';
    } catch (e) {
        yield `Caught: ${e}`;
    }
}

const gen = errorHandling();
console.log(gen.next()); // { value: 'Normal', done: false }
console.log(gen.throw('Error!')); // { value: 'Caught: Error!', done: false }
</syntaxhighlight>

== 数学表达 ==

生成器的暂停/恢复行为可以用状态机表示。设生成器的状态为<math>S_n</math>，则：
<math>
S_{n+1} = \begin{cases}
\text{yield } v & \text{if } S_n \text{ reaches yield} \\
\text{return } v & \text{if } S_n \text{ reaches return}
\end{cases}
</math>

== 总结 ==

JavaScript生成器提供了：
* 按需生成值的惰性计算能力
* 更清晰的异步代码控制流
* 简化迭代器实现的语法糖
* 与其他语言特性（如async/await）的深度集成

虽然现代JavaScript中<code>async/await</code>更常用于处理异步操作，但生成器仍然是处理复杂控制流、数据流和状态管理的强大工具。

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