[JS] 모던 자바스크립트 Deep Dive - 34. 이터러블

이터레이션 프로토콜 (Iteralion Protocol)

순회 가능한(iterable) 데이터 컬렉션(자료구조)을 만들기 위해 ECMAScript 사양에 정의하여 미리 약속한 규칙

• ES6에서 순회 가능한 데이터 컬렉션을 이터레이션 프로토콜을 준수하는 이터러블로 통일하여 for ... of문, 스프레드 문법, 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있도록 일원화하였다.
• 이터레이션 프로토콜에는 이터러블 프로토콜과 이터레이터 프로토콜이 있다.

1️⃣이터러블 프로토콜(Iterable Protocol)

• Well-known Symbol인 Symbol.iterator를 프로퍼티 키로 사용한 메서드를 직접 구현하거나 프로토타입 체인을 통해 상속 받은 Symbol.iterator 메서드를 호출하면 이터레이터 프로토콜을 준수한 이터레이터를 반환하는데 이러한 규약을 이터러블 프로토콜이라 하며, 이를 준수한 객체를 이터러블이라 한다. 
• 이터러블을 for...of 문으로 순회할 수 있으며 스프레드 문법과 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있다. 

2️⃣이터레이터 프로토콜(Iterator 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 객체

• 즉, 이터러블은 Symbol.iterator를 프로퍼티 키로 사용한 메서드를 직접 구현하거나 프로토타입 체인을 통해 상속받은 객체를 말한다.
• 이터러블은 for...of 문으로 순회할 수 있으며, 스프레드 문법과 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있다.
• Symbol.iterator 메서드를 직접 구현하지 않거나 상속받지 않은 일반 객체는 이터러블 프로토콜을 준수한 이터러블이 아니기 때문에 일반 객체는 for...of 문으로 순회할 수 없으며 스프레드 문법과 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 없다.

const array = [1, 2, 3]; 

// 배열은 Array.prototype의 Symbol.iterator 메서드를 상속받는 이터러블이다. 
console.log(Symbol.iterator in array); // true

// 이터러블인 배열은 for...of 문으로 순회 가능하다.
for (const item of array) { 
	console.log(item); 
}

// 이터러블인 배열은 스프레드 문법의 대상으로 사용할 수 있다. 
console.log([... array]); // [1, 2, 3]

// 이터러블인 배열은 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있다. 
const [a, ... rest] = array;
console.log(a, rest); // 1, [2, 3]

// 일반 객체는 Symbol.iterator 메서드를 구현하거나 싱속받지 않는다.
// 따라서 일반 객체는 이터러블 프로토콜을 준수한 이터러블이 아니다. 
console.log(Symbol.iterator in obj); // false 

// 이터러블이 아닌 일반 객체는 for... of 문으로 순회할 수 없다. 
for (const item of obj) { // TypeError: obj is not iterable 
	console.log(item); 
}

// 이터러블이 아닌 일반 객체는 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 없다.
const [a, b] = obj; // TypeError: obj is not iterable

✅이터레이터

이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출하면 프로토콜을 준수한 이터레이터 반환

• 이터러블의 Symbol.iterator 메서드가 반환한 이터레이터는 next 메서드를 갖는다.
• 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 객체를 반환한다.
• 이터레이터 리절트 객체의 value 프로퍼티는 현재 순회 중인 이터러블의 값을 나타내며 done 프로퍼티는 이터러블의 순회 완료 여부를 나타낸다.

// 배열은 이터러블 프르토콜을 준수한 이터러블이다.
const array = [1, 2, 3]; 

// Symbol.iterator 메서드는 이터레이터를 반환힌다. 
const iterator = array[Symbol.iterator](); 
// Symbol.iterator 메서드가 반환한 이터레이터는 next 메서드를 갖는다.
console.log('next' in iterator); // true

빌트인 이터러블

• 자바스크립트는 이터레이션 프로토콜을 준수한 객체인 빌트인 이터러블을 제공한다. 

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]
aarguments	arguments[symbol.iterator]
DOM 컬렉션	NodeList.prototype[symbol.iterator]
	HTMLCollection.prototype[symbol.iterator]

for...of 문

이터러블을 순회하면서 이터러블의 요소를 변수에 할당

for (변수선언문 of 이터러블) { ... }

// for...of문은 for...in문의 형식과 매우 유사하다.
for (변수선언문 in 객체) { ... }

• 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.
• 내부적으로 이터레이터의 next 메서드를 호출하여 이터러블을 순회하며 반환된 이터레이터 리절트 객체의 value 프로퍼티 값을 for...of 문의 변수에 할당한 후 이터레이터 리절트 객체의 done 프로퍼티 값이 false이면 이터러블의 순회를 계속하고 true이면 이터러블의 순회를 중단한다.

이터러블과 유사 배열 객체

📍유사배열객체

배열처럼 인덱스로 프로퍼티 값에 접근할 수 있고 length 프로퍼티를 갖는 객체

• length 프로퍼티를 갖기 때문에 for문으로 순회할 수 있고, 인덱스를 나타내는 숫자 형식의 문자열을 프로퍼티 키로 가지므로 배열처럼 인덱스로 프로퍼티 값에 접근할 수 있다.
• 유사 배열 객체는 이터러블이 아닌 일반 객체이기 때문에 Symbol.iterator 메서드가 없어 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 이터러블이다.
• 배열도 마찬가지로 ES6에서 이터러블이 도입되면서 Symbol.iterator 메서드를 구현하여 이터러블이 되었다.
• 하지만 모든 유사 배열 객체가 이터러블인 것은 아니다. 
  • 이 경우, Array.from 메서드를 사용하여 배열로 간단히 변환할 수 있다. 

이터레이션 프로토콜의 필요성

• 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.
• 사용자 정의 이터러블은 이터레이션 프로토콜을 준수하도록 Symbol.iterator 메서드를 구현하고 Symbol.iterator 메서드가 next 메서드를 갖는 이터레이터를 반환하도록 한다.

✅이터러블이면서 이터레이터인 객체를 생성하는 함수

• 이터러블이면서 이터레이터인 객체를 생성하면 Symbol.iterator 메서드를 호출하지 않아도 된다.
• Symbol.iterator 메서드는 this를 반환하므로 next 메서드를 갖는 이터레이터를 반환한다.

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

✅무한 이터러블과 지연 평가

// 무한 이터러블을 생성히는 함수 
const fibonacciFunc = function() {
	let [pre, cur] = [0, 1]; 
    return { 
        [Symbol.iterator]() { return this; }, 
        next() { 
            [pre, cur] = [cur, pre + curl; 
            // 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

📍지연 평가 (Lazy Evaluation)

데이터가 필요한 시점 이전까지는 미리 데이터를 생성하지 않다가 데이터가 필요한 시점이 되면 그때야 비로소 데이터를 생성하는 기법

• 즉, 평가 결과가 필요할 때까지 평가를 늦추는 기법
• 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.