别再用generator模拟async啦，它还有很酷的用法

前一阵在某个技术群里发现有人在讨论JavaScript的generator，不少人一提generator就会把它跟异步联系在一起，我认为这是一个很深的误解。

generator 究竟跟异步是什么关系？以co为代表的一批早期框架用它来模拟async/await，但是这是否能说明 generator 与异步相关呢？我认为答案是否定的，co中用到的语言特性很多，if、函数、变量……而 generator 只是其中之一罢了。

generator 的确是实现模拟async/await的一个关键语言特性，但是，正确的因果关系是 generator 和 async/await 共用了一个JS的底层设施：函数暂停执行并保留当时执行环境。

在我的观念中，generator 的应用前景远远比 async/await 更为广阔。generator 代表了一种"无穷序列"的抽象，或者说不定长序列的抽象，这个抽象可以为我们带来编程思路上的突破。

在非常前卫的函数式语言Haskell的官网首页，有这样一段代码：

primes = filterPrime [2..]

  where filterPrime (p:xs) =

          p : filterPrime [x | x <- xs, x `mod` p /= 0]

这是一段 Haskell 程序员引以为傲的代码，它的作用是生成一个质数序列，在多数语言中，都很难复刻这个逻辑结构。其中，最关键的一点就是它应用了延迟计算和无穷列表的概念。

我们试着分析这段 Haskell 代码的逻辑，[2..]表示一个从2开始到无穷的整数序列， filterPrime是一个函数，对这个整数序列做了过滤，函数具体内容则由后面的where指定。所以，能够把整数序列变成质数序列的关键代码就是 filterPrime。那么，它究竟做了什么呢？

这段代码简短得不可思议，首先我们来看参数部分，p:xs 是解构赋值的形参，它表示，把输入中的列表第一个元素赋值为p，剩余部分，赋值为xs。

第一次调用 filterPrime 实参为[2..]，此时，p的值就是2，而xs则是无尽列表[3..]。

那么，filterPrime 是如何将 p 和 xs 过滤成质数列表的呢？我们来看这段代码：

[x | x <- xs, x `mod\` p /= 0]`

这段大概的意思，可以用一段适合JS程序员理解的伪代码来解释：

xs.filter(x => x % p !== 0)

就是从列表 xs 中，过滤 p 的倍数。当然了，xs 并不是 JavaScript 原生数组，所以它并没有方便的filter方法。

那么，接下来，这个过滤好的数组传递给 filterPrime 递归就很有意思了，此时 xs 中已经被过滤掉了 p 的倍数，剩下的第一个数就必定是质数了，我们继续用 filterPrime 递归过滤其第一个元素的倍数，就可以继续找到下一个质数。

最后，代码p : 表示将 p 拼接到列表的第一个。

那么，在 JavaScript 中，是否能复刻这样的编程思想呢？

答案当然是可以，其关键正是 generator。

首先我们要解决的问题就是[2..]，这是一个无尽列表，JavaScript中不支持无尽列表，但是我们可以用 generator 来表示，其代码如下：

function *integerRange(from, to){

    for(let i = from; i < to; i++){

        yield i;

    }

}

接下来，数组的filter并不能够很好地作用于无尽列表，所以我们需要一个针对无尽列表的filter函数，其代码如下：

function *filter(iter, condition) {

    for(let v of iter) {

        if(condition(v)) {

            yield v;

        }

    }

}

最后是我们的重头戏 filterPrime 啦，只要读懂了Haskell，这算不上困难，实现代码如下：

function* filterPrime(iter) {

    let p = iter.next().value;

    let rest = iter;


    yield p;

    for(let v of filterPrime(filter(iter, x => x % p != 0)))

        yield v;

}

代码写好了，我们可以用JavaScript中独有的异步能力，来输出这个质数序列看看：

function sleep(d){

    return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, d));

}

void async function(){

    for(let v of filterPrime(integerRange(2, Infinity))){

        await sleep(1000);

        console.log(v);

    }

}();

好啦，虽然语法噪声稍微有点多，但是到此为止我们就实现了跟 Haskell 一样的质数序列算法。

除了无尽列表，generator 也很适合包装一些API，表达“不定项的列表”这样的概念。比如，我们可以对正则表达式的exec做一些包装，使它变成一个 generator。

function* execRegExp(regexp, string) {

    let r = null;

    while(r = regexp.exec(string)) {

        yield r;

    }

}

使用的时候，我们就可以用 for...of 结构了。下面代码展示了一个简单的词法分析写法。

let tokens = execRegExp(/let|var|\s+|[a-zA-Z$][0-9a-zA-Z$]*|[1-9][0-9]*|\+|-|\*|\/|;|=/g, "let a = 1 + 2;")

for(let s of tokens){

    console.log(s);

}

这样的API设计，是不是比原来更简洁优美呢？

你看 generator 是一个潜力如此之大的语言特性，它为 JavaScripter 们打开了通往"无尽"数学概念的大门。所以，别再想着拿它模拟异步啦，希望看过本文，你能获得一点灵感，把 generator 用到开源项目或者生产中的 API 设计，谢谢观赏。