[자바스크립트] 이터러블이란?

문승주 2023. 10. 2. 21:56

2023. 10. 2. 21:56

본 내용은 이웅모 님의 "모던 자바스크립트 DeepDive" 책을 보고 정리한 내용입니다. 저작권 보호를 위해 책의 내용은 요약되었습니다.

이터레이션 프로토콜

이터레이션 프로토콜은 자바스크립트의 순회가능한 데이터 컬렉션(배열, 맵, 셋 등)을 정의하고 규격화하기 위해 약속한 규칙이다. ES6부터는 데이터 컬렉션을 이터러블로 통일하였고 이터러블 프로토콜과 이터레이션 프로토콜이 있다.

이터러블 프로토콜

Symbol.iterator를 프로퍼티 키로 사용한 메서드를 직접 구현하거나 상속 받은 Symbol.iterator 메서드를 호출하여 이터레이터를 반환한다. 이러한 규약을 이터러블 프로토콜이라 하고 이 규약을 준수한 객체를 이터러블이라 한다.
이터러블은 for ... of문, 스프레드 문법 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있다.

이터레이터 프로토콜

Symbol.iterator 메서드를 호출하면 이터레이터 프로토콜을 준수한 이터레이터를 반환한다.
이터레이터는 next 메서드를 가지고 있어서 컬렉션의 각 요소를 하나씩 반환하고, 순회 과정을 관리한다.
{ value, done } 형태의 객체를 반환한다. value는 현재 요소의 값이고, done은 순회가 완료되었을 때 true가 되며, 더 이상 순회할 요소가 없을 때 false가 된다.
이터러블의 요소를 탐색하기 위한 포인터 역할을 한다.

이터러블이란?

Symbol.iterator를 프로퍼티 키로 사용한 메서드를 직접 구현하거나 프로토타입 체인을 통해 상속받은 객체이다.
Array, String, Map, Set 등은 이터러블이다.
이터러블 객체는 for...of문을 이용한 순회나 스프레드 문법과 배열 디스트럭처링 할다의 대상으로 사용할 수 있다.
일반 객체는 리터러블 프로토콜을 준수하지 않아 스프레드 문법 사용이 불가능했으나, TC39 프로세스의 stage 4단계에 제안되어 있는 스프레드 프로퍼티 제안에 의해 스프레드 문법 사용을 허용한다.

예시) 이터러블 확인

const isIterable = v => v!== null && typeof v[Symbol.iterator] === 'function';
// Array, String, Map, Set 등은 이터러블
console.log(isIterable([])); //  출력 : true    
console.log(isIterable('')); // 출력 : true
console.log(isIterable(new Map())); // 출력 : true
console.log(isIterable(new Set())); // 출력 : true
console.log(isIterable({})); // 출력 : false

예시) for...of, 스프레드 문법, 배열 디스터럭처링 할당

const array = [1, 2, 3, 4, 5];
// 배열은 Array.prototype의 Symbol.iterator 메서드를 상속받는 이터러블이다.
console.log(Symbol.iterator in array); // 출력: true

// 1. for...of
for (const a of array) {
 console.log(a);  // 출력:1 2 3 4 5
}

// 2. 스프레드
console.log([ ... arr]);  // 출력:[ 1, 2, 3, 4, 5 ]

// 3. 디스트럭처링 할당
const [a, ... rest] = arr;
console.log(a, rest);  // 출력:1 [ 2, 3, 4, 5 ]

예시) 이터러블이 아닌 객체의 객체의 스프레드 문법 사용

const propertie = {a : 1}

console.log({...propertie}) // 출력:{a:1}

이터레이터 (Iterator) 란?

이터레이터는 반복 가능한 객체의 요소를 순회하고 접근하는 데 사용되는 객체이다.
이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출하면 이터레이터 프로토콜을 준수한 이터레이터를 반환한다.
이터레이터는 next() 메서드와 [Symbol.iterator]()를 가진다.

next()

이 메서드는 다음 요소를 반환하는데 { done: false, value: 요소값 }와 같은 형태인 이터레이터 리절트(result) 객체를 반환한다. 다음 요소가 없을 경우에는 { done: true }를 반환한다.

[Symbol.iterator]()

이 메서드는 이터레이터 객체 자체를 반환하는데 이를 통해 객체를 순회할 수 있는 이터러블 객체로 만들 수 있다.

예시) 이터레이터 예시

const array = [1, 2, 3];
// Symbol.iterator 메서드는 이터레이터를 반환
const iterator = array[Symbol.iterator]();
// next 메서드를 호출하면 이터러블을 순회하며 순회 결과를 나타내는 이터레이터 리절트 객체를 반환한다.
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 }

빌트인 이터러블

자바스크립트에서는 이터레이션 프로토콜을 준수하는 빌터인 이터러블을 제공한다.

빌트인 이터럽블	Symbol.iterator 매서드
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]
arguments	arguments[Symbol.iterator]
DOM 컬렉션	NodeList[Symbol.iterator], HTMLCollection[ Symbol.iterator ]

for ... of 문

이터레이터의 next 메서드를 호출하여 반환된 이터레이터 객체의 value 프로퍼티값을 for .., of 문의 변수를 할당한다. 이터레이터 리절트 객체의 done 프로퍼티가 true 일때가지 이터러블을 순회한다.

예시)

const array = [1, 2, 3];
// Symbol.iterator 메서드는 이터레이터를 반환
const iterator = array[Symbol.iterator]();

for (item of iterator){
    console.log(`item : ${item}`);
}

이터러블과 유사 배열 객체

유사 배열 객체란 배열처럼 인덱스를 프로퍼티로 가지는 객체이다. 이렇게 임의로 만든 유사 배열 객체는 Symbol.iterator 메서드가 없기에 for ... of 문으로 순회가 불가하다.
Array.from 메서드를 사용하여 유사 배열 객체를 배열로 변환하면 for ... of문으로 순회할 수 있다.

예시) 유사배열 객체는 for ... of 순회가 불가

// 유사 배열 객체
const arrayLike = {
    0: 1,
    1: 2,
    2: 3,
    length: 3
};
// 유사 배열 객체는 for..of 순회가 불가하다
for (const item of arrayLike) { // TypeError: arrayLike is not iterable
 console.log(item);
}

이터레이션 프로토콜의 필요성

ES6 이전의 순회 가능한 데이터 컬렉션은 통일된 규약없이 다양한 방법으로 순회할 수 있었다.
ES6 부터는 순회 가능한 데이터 컬렉션을 이터레이션 프로토콜을 준수하는 이터러블로 통일했다.
다양한 데이터 공급자(Array, Strting, Map/Set ...) 가 하나의 순회 방식을 갖도록 규정하여 효율성을 높힌다.
데이터 소비자와 데이터 공급자를 연결하는 인터페이스 역할을 한다.

사용자 정의 이터러블

이터러블이 아닌 일반 객체도 이터레이션 프로토콜을 준수하도록 구현하면 사용자정의 이터러블이 된다.
이터러블이면서 이터레이터인 객체를 생성하면 Symbol.iterator 메서드를 호출하지 않아도 된다.

예시) 피보나치 수열 구현

// 피보나치 수열 구현
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); // 출력 : 1,2,3,5,8
}

// 스프레드 문법 사용
const sp = [...fibonacci]
console.log(sp); // 출력 : [ 1, 2, 3, 5, 8 ]

// 배열 디스럭처링 할당
const [first, ...rest] = fibonacci
console.log(first, rest); // 출력 : 1 [ 2, 3, 5, 8 ]

예시) 이터러블이면서 이터레이터인 객체 생성

// 이터러블이면서 이터레이터인 객체를 반환하는 함수이다.
const fibonacciFunc = (max) => {
    let [pre, cur] = [0, 1];
   // 이터레이터를 반환하는 Symbol.iterator 메서드를 구현하여 
   // 이터러블이면서 이터레이터인 객체를 생성한다.
    return {
        [Symbol.iterator]() {
            return this;
        },
        next() {
            [pre, cur] = [cur, pre + cur];
            return { value: cur, done: cur >= max }
        }
    }
}

let iterator = fibonacciFunc(10);

for (const item of iterator) {
    console.log(item); // 출력 : 1 2 3 5 8
}
iterator = fibonacciFunc(10);
console.log(iterator.next());
console.log(iterator.next());
console.log(iterator.next());
console.log(iterator.next());
console.log(iterator.next());
console.log(iterator.next());

/* 출력
{ value: 1, done: false }
{ value: 2, done: false }
{ value: 3, done: false }
{ value: 5, done: false }
{ value: 8, done: false }
{ value: 13, done: true }
*/

무한 이터러블과 지연 평가

배열, 문자열, Map, Set 등의 빌트인 이터러블은 데이터를 모두 메모리에 확보한 다음 동작하지만 이터러블은 Lazy evaluation(지연 평가)를 통해 값을 생성한다.
for ... of 문은 이터러블을 순회할 때 next 메서드를 호출하는데 이 때 데이터가 생성된다.
지연 평가를 사용하면 필요한 데이터를 필요한 순간에 생성하므로 불필요한 메모리를 소비하지 않고 빠른 속도를 기대할 수 있다.

예시) 무한 이터러블

// 무한 이터러블을 생성하는 함수
const fibonacciFunc = function () {
	let [pre, cur] = [0, 1];

    return {
      [Symbol.iterator]() {
        return this;
      },
      next() {
        [pre, cur] = [cur, pre + cur];
        // done 프로퍼티를 생략한다.
        return { value: cur };
      }
    };
};

// fibonacciFunc 함수는 무한 이터러블을 생성한다.
for (const num of fibonacciFunc()) {
	if (num > 100) break;
	console.log(num); // 출력 : 1 2 3 5 8... 89
}

// 무한 이터러블에서 2개만을 취득한다.
const [first, second] = fibonacciFunc();
console.log(first, second); // 출력 : 1 2

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