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[모던 자바스크립트 Deep Dive]34장 이터러블

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By your_full_name 25 min read

34.1 이터레이션 프로토콜

  • 순회할 수 있는(iterable) 데이터 컬렉션(자료구조)을 만들기 위한 규칙
  • ES6에서 도입되어 ECMAScript 사양에 정의됨
    • ES6 이전 ⇒ 순회할 수 있는 데이터 컬렉션은 통일된 규약 없이 순회 가능
  • 순회할 수 있는 데이터 컬렉션을 이터레이션 프로토콜을 준수하는 이터러블로 통일 ⇒ for...of문, 스프레드 문법, 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있도록 일원화

이터레이션 프로토콜의 구분

  1. 이터러블 프로토콜
    1. 다음 두 메서드 중 하나를 이용해 이터레이터 프로토콜을 준수한 이터레이터를 반환하는 규약
      1. Well-known Symbol인 Symbol.iterator를 프로퍼티 키로 사용하여 직접 구현한 메서드
      2. 프로토타입 체인을 통해 상속받은 Symbol.iterator 메서드
    2. 이터러블: 이터러블 프로토콜을 준수하는 객체
      1. for...of 문으로 순회 가능
      2. 스프레드 문법, 배열 디스트럭팅 할당의 대상으로 사용 가능
  2. 이터레이터 프로토콜
    1. 이터레이터가 **next 메서드를 소유하며, 이를 호출하면 이터러블을 순회해 **value와 done 프로퍼티를 갖는 이터레이터 리절트 객체를 반환하는 규약
      1. 이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출하면 이터레이터 프로토콜을 준수한 이터레이터 반환
    2. 이터레이터: 이터레이터 프로토콜을 준수하는 객체
      1. 이터러블의 요소를 탐색하기 위한 포인터 역할

34.1.1 이터러블

  • 이터러블 프로토콜을 준수하는 객체
  • Symbol.iterator 메서드를 직접 구현하거나 상속받은 객체

  • 이터러블인지 확인하는 함수

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      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({});        // -> false

    • 배열은 Array.prototype의 Symbol.iterator 메서드를 상속받는 이터러블

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        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]
        
  console.log(isIterable(array)); // true
  • for...of 문으로 순회 가능
  • 스프레드 문법, 배열 디스트럭팅 할당의 대상으로 사용 가능

이터러블이 아닌 객체

  • Symbol.iterator 메서드를 직접 구현하지 않거나 상속받지 않은 일반 객체
    • 이터러블 프로토콜 미준수
  • for...of 문으로 순회 불가능

  • 배열 디스트럭팅 할당의 대상으로 사용 불가능

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      const obj = { a: 1, b: 2 };
    
  // 일반 객체는 Symbol.iterator 메서드를 구현하거나 상속받지 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

  • 스프레드 프로퍼티 제안에 따라 스프레드 문법의 사용은 허용

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      const obj = { a: 1, b: 2 };
    
  // 스프레드 프로퍼티 제안(Stage 4)은 객체 리터럴 내부에서 스프레드 문법의 사용을 허용
  console.log({ ...obj }); // { a: 1, b: 2 }

34.1.2 이터레이터

  • 이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출 → 이터레이터 프로토콜을 준수한 이터레이터 반환
    • 이때 이터레이터는 next 메서드를 갖는다.
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      // 배열은 이터러블 프로토콜을 준수한 이터러블이다.
  const array = [1, 2, 3];
    
  // Symbol.iterator 메서드는 이터레이터를 반환한다.
  const iterator = array[Symbol.iterator]();
    
  // Symbol.iterator 메서드가 반환한 이터레이터는 next 메서드를 갖는다.
  console.log('next' in iterator); // true
  • 이터레이터의 next 메서드
    • 이터러블의 각 요소를 순회하기 위한 포인터의 역할
    • 호출 시 이터러블을 순차적으로 한 단계씩 순회, 순회 결과를 나타내는 이터레이터 리절트 객체 반환
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      // 배열은 이터러블 프로토콜을 준수한 이터러블이다.
  const array = [1, 2, 3];
    
  // Symbol.iterator 메서드는 이터레이터를 반환한다. 이터레이터는 next 메서드를 갖는다.
  const iterator = array[Symbol.iterator]();
    
  // next 메서드를 호출하면 이터러블을 순회하며 
  // 순회 결과를 나타내는 이터레이터 리절트 객체를 반환한다. 
  // 이터레이터 리절트 객체는 value와 done 프로퍼티를 갖는 객체다.
  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 }
  • 이터레이터 리절트 객체
    • value 프로퍼티: 현재 순회 중인 이터러블의 값
    • done 프로퍼티: 이터러블의 순회 완료 여부

34.2 빌트인 이터러블

  • 자바스크립트는 이터레이션 프로토콜을 준수하는 빌트인 이터러블 제공

    빌트인 이터러블Symbol.iterator 메서드
    ArrayArray.prototype[Symbol.iterator]
    StringString.prototype[Symbol.iterator]
    MapMap.prototype[Symbol.iterator]
    SetSet.prototype[Symbol.iterator]
    TypedArrayTypedArray.prototype[Symbol.iterator]
    argumentsarguments.prototype[Symbol.iterator]
    DOM 컬렉션NodeList.prototype[Symbol.iterator]
    HTMLCollection.prototype[Symbol.iterator]

34.3 for...of문

  • 이터러블을 순회하며 이터러블의 요소를 변수에 할당
    • for (변수선언문 of 이터러블) {...}
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      for (const item of [1, 2, 3]) {
    // item 변수에 순차적으로 1, 2, 3이 할당된다.
    console.log(item); // 1 2 3
  }
  • 내부 동작
    1. 내부적으로 이터레이터의 next 메서드를 호출 → 이터러블 순회
    2. next 메서드가 반환한 이터레이터 리절트 객체의 value 프로퍼티 값을 for...of문의 변수에 할당
    3. 이터레이터 리절트 객체의 done 프로퍼티 값이 false이면 이터러블 순회 계속 진행, true이면 중단
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      // 이터러블
  const iterable = [1, 2, 3];
    
  // 이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출하여 이터레이터를 생성한다.
  const iterator = iterable[Symbol.iterator]();
    
  for (;;) {
    // 이터레이터의 next 메서드를 호출하여 이터러블을 순회한다. 
  	// 이때 next 메서드는 이터레이터 리절트 객체를 반환한다.
    const res = iterator.next();
    
    // next 메서드가 반환한 이터레이터 리절트 객체의 done 프로퍼티 값이 
  	// true이면 이터러블의 순회를 중단한다.
    if (res.done) break;
    
    // 이터레이터 리절트 객체의 value 프로퍼티 값을 item 변수에 할당한다.
    const item = res.value;
    console.log(item); // 1 2 3
  }
  • 참고) for...in문
    • 객체의 프로토타입 체인 상 존재하는 모든 프로토타입의 프로퍼티 중, 프로퍼티 어트리뷰트 [[Enumerable]] 값이 true인 프로퍼티를 순회하며 열거
    • 프로퍼티 키가 심벌인 프로퍼티는 열거하지 않음

34.4 이터러블과 유사 배열 객체

  • 유사 배열 객체

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      // 유사 배열 객체
  const arrayLike = {
    0: 1,
    1: 2,
    2: 3,
    length: 3
  };
    
  // 유사 배열 객체는 length 프로퍼티를 갖기 때문에 for 문으로 순회할 수 있다.
  for (let i = 0; i < arrayLike.length; i++) {
    // 유사 배열 객체는 마치 배열처럼 인덱스로 프로퍼티 값에 접근할 수 있다.
    console.log(arrayLike[i]); // 1 2 3
  }
    • 배열처럼 인덱스로 프로퍼티 값에 접근 가능
    • 배열처럼 length 프로퍼티를 가짐 ⇒ for문으로 순회 가능

    • 이터러블이 아닌 일반 객체 ⇒ Symbol.iterator 메서드가 없어 for...of문으로 순회 불가

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        // 유사 배열 객체는 이터러블이 아니기 때문에 for...of 문으로 순회할 수 없다.
  for (const item of arrayLike) {
    console.log(item); // 1 2 3
  }
  // -> TypeError: arrayLike is not iterable
  • 유사 배열 객체이면서 이터러블
    • 배열, arguments, NodeList, HTMLCollection 등
    • ES6에서 이터러블 도입 ⇒ Symbol.iterator 메서드를 구현 ⇒ 이터러블이 되었다.
    • 여전히 length 프로퍼티를 가지며 인덱스에 접근할 수 있으므로 유사 배열 객체이기도 하다.

  • 유사 배열 객체를 배열로 변환하기

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      // 유사 배열 객체
  const arrayLike = {
    0: 1,
    1: 2,
    2: 3,
    length: 3
  };
    
  // Array.from은 유사 배열 객체 또는 이터러블을 배열로 변환한다
  const arr = Array.from(arrayLike);
  console.log(arr); // [1, 2, 3]
    • Array.from 메서드: 유사 배열 객체 또는 이터러블을 인수로 받아 배열로 변환하여 반환
      • ES6에서 도입

34.5 이터레이션 프로토콜의 필요성

  • ES6에서 순회할 수 있는 데이터 컬렉션을 이터레이션 프로토콜을 준수하는 이터러블로 통일 ⇒ for...of문, 스프레드 문법, 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있도록 일원화
  • 데이터 공급자가 각자의 순회 방식을 갖는 경우
    ⇒ 데이터 소비자가 여러 방식을 모두 지원해야 하므로 비효율적
    ⇒ 다양한 데이터 공급자가 하나의 순회 방식(이터레이션 프로토콜)을 갖도록 규정
    ⇒ 데이터 소비자는 하나의 프로토콜(이터레이션 프로토콜)만 지원하도록 구현
    ⇒ 데이터 소비자가 효율적으로 다양한 데이터 공급자 사용 가능
    ⇒ 이터레이션 프로토콜은 데이터 소비자와 데이터 공급자를 연결하는 인터페이스
    • 데이터 소비자: for...of문, 스프레드 문법, 배열 디스트럭처링 할당, Map/Set 생성자 등
      • 내부에서 Symbol.iterator 메서드를 호출하고 이터레이션 리절트 객체 반환
    • 데이터 공급자: Array, String, Map/Set, DOM 컬렉션 등의 이터러블

34.6 사용자 정의 이터러블

34.6.1 사용자 정의 이터러블 구현

일반 객체를 이터레이션 프로토콜을 준수하도록 구현하면 사용자 정의 이터러블이 된다.

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// 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
}
  1. 이터레이션 프로토콜을 준수하도록 Symbol.iterator 메서드 구현
  2. Symbol.iterator 메서드가 next 메서드를 갖는 이터레이터를 반환
  3. 이터레이터의 next 메서드는 value와 done 프로퍼티를 갖는 이터레이터 리절트 객체를 반환
    • for...of문은 done 프로퍼티가 true가 될 때까지 반복된다.
    • 스프레드 문법, 배열 디스트럭처링 할당에도 사용할 수 있다.
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     // 이터러블은 스프레드 문법의 대상이 될 수 있다.
 const arr = [...fibonacci];
 console.log(arr); // [ 1, 2, 3, 5, 8 ]
    
 // 이터러블은 배열 디스트럭처링 할당의 대상이 될 수 있다.
 const [first, second, ...rest] = fibonacci;
 console.log(first, second, rest); // 1 2 [ 3, 5, 8 ]

34.6.2 이터러블을 생성하는 함수

수열의 최댓값을 인수로 전달받아 이터러블을 반환하는 함수를 다음과 같이 만들 수 있다.

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// 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
}

34.6.3 이터러블이면서 이터레이터인 객체를 생성하는 함수

  • 이터레이터를 생성하기 위해선 이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출

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      // fibonacciFunc 함수는 이터러블을 반환한다.
  const iterable = fibonacciFunc(5);
  // 이터러블의 Symbol.iterator 메서드는 이터레이터를 반환한다.
  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 이터레이터인 객체는 Symbol.iterator 메서드를 호출하지 않아도 된다.

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      // 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 };
    }
  }
    • Symbol.iterator 메서드가 this를 반환하므로 next 메서드를 갖는 이터레이터를 반환

  • 이터러블이면서 이터레이터인 객체를 생성하여 반환하는 함수

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      // 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 }

34.6.4 무한 이터러블과 지연 평가

  • 무한 이터러블

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      // 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
    • next 메서드 호출되기 이전에는 데이터를 생성하지 않음 ⇒ 지연 평가를 통한 데이터 생성

  • 지연 평가(lazy evaluation)

    • 데이터가 필요한 시점 전에는 미리 데이터를 생성하지 않고 있다가, 데이터가 필요한 시점이 되면 데이터를 생성하는 기법
      • 평가 결과가 필요할 때까지 평가를 늦춘다.
      • 배열이나 문자열은 이와 다르게, 모든 데이터를 메모리에 미리 확보한 뒤 데이터 공급
    • 불필요한 데이터를 미리 생성하지 않고 필요한 순간에 생성 ⇒ 빠른 실행 속도, 불필요한 메모리를 소비하지 않음, 무한도 표현 가능
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모던 자바스크립트 Deep Dive
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