[Group Study, 모던 자바스크립트 Deep Dive] - 34 Iterable

Group study background

나만 그런건지는 모르겠지만, 실무를 하다보면 잊어버리는 개념들이 있다.

가끔 FE 뉴비인분들에게 질문을 받는데, 아리송 할때만큼 쪽팔릴때가 없었다.

인간은 망각의 동물이라고 교수님께서 말씀하셨지만 반복 학습의 힘을 믿는다. React 오픈카톡방에서 모집한 스터디원분들과 함께 "모던 자바스크립트 Deep Dive" 1권 톺아보기를 시작한다!

 

정보 전달용이 아닌 개인 스터디 레코딩용 포스트입니다.

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34.1 Iteration Protocol

ES6에서 도입된 iteration protocol은 순회 가능한(iterable) 데이터 컬렉션(자료구조)을 만들기 위해 ECMA script사양에 정의하여 미리 약속한 규칙이다.

ES6 이전의 순회 가능한 데이터 컬렉션, 즉 배열, 문자열, 유사 배열 객체, DOM 컬렉션 등은 통일된 규약 없이 각자 나름의 구조를 가지고 for, for...in, forEach메서드 등 다양한 방법으로 순회할 수 있었다.

ES6에서는 순회 가능한 데이터 컬렉션을 iteration protocol을 준수하는 이터러블로 통일하여 for...of문, 스트레드 문법, 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있도록 일원화했다.

이터러블 프로토콜

• Symbol.iterator를 프로퍼티 키로 사용한 메서드를 직접 구현하거나 프로토타입 체인을 통해 상속 받은 Symbol.iterator 메서드를 호출하면 이터레이터 프로토콜을 준수한 이터레이터를 반환
• 이터러블은 for ... of 문으로 순회할 수 있으며 스프레드 문법과 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용 가능

이터레이터 프로토콜

• 이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출하면 이터레이터 프로토콜을 준수한 이터레이터를 반환한다. 이터레이터는 next 메서드를 소유하며 next 메서드를 호출하면 이터러블을 순회하며 value와 done 프로퍼티를 갖는 이터레이터 result 객체를 반환한다.
• 이터레이터 프로토콜을 준수한 객체를 이터레이터라고 함. 
• 이터레이터는 이터러블의 요소를 탐색하기 위한 포인터 역할

34.1.1. 이터러블

이터러블 프로토콜을 준수한 객체를 이터러블이라 한다.Symbol.iterator을 프로퍼티 키로 사용한 메서드를 직접 구현하거나 프로토타입 체인을 통해 상속받은 객체를 말한다.

 

[예제 34-01]

const isIterable = v => v !== null && typeof v[Symbol.iterator] === 'function'


isIterable([]) // true
isIterable('') // true
isIterable(new Map()) // true
isIterable(new Set()) // true
isIterable({}) // false

[예제 34-02]

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) { cosnole.log(item) }

//이터러블인 배열은 스프레드 문법의 대상으로 사용할 수 있다.
console.log([...array])

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

Symbol.iterator 메서드를 직접 구현하지 않거나 상속받지 않을 일반 객체는 이터러블 프로토콜을 준수한 이터러블이 아니다 따라서 일반 객체는 for ...of 문으로 순회할 수 없으며 스프레드 문법과 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 없다. 단 스프레드 프로퍼티 제안은 일반 객체에 스프레드 문법의 사용을 허용한다.

[예제 34-03]

const obj = { a: 1, b: 2}

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

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

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

34.1.2 이테레이터

이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출하면 이터레이터 프로토콜을 준수한 이터레이터를 반환한다. 이터러블의 Symbol.iterator 메서드가 반환한 이터레이터는 next 메서드를 갖는다.

[예제 34-04]

//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 메서드는 이터러블의 각 요소를 순회하기 위한 포인터의 역할을 한다. 즉, next 메서드를 호출하면 이터러블을 순차적으로 한 단계씩 순회하며 순회 결과를 나타내는 이터레이터 리절트 객체(iterable result object)를 반환한다.

이터레이터의 next 메서드가 반환하는 이터레이터 리절트 객체의 value 프로퍼티는 현재 순회 중인 이터러블의 값을 나타내며 done 프로퍼티는 이터러블의 순회 완료 여부를 나타낸다.

[예제 34-05]

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

//Symbol.iteartor 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())
console.log(iterator.next())
console.log(iterator.next())
console.log(iterator.next()) //{ value: undefined, done: true}

 

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34.3 for .. of 문

for ... of문은 이터러블을 순회하면서 이터러블의 요소를 변수에 할당한다. for ... of문의 문법은 다음과 같다.

  for (변수선언문 of 이터러블) { ... }

for ...of문은 for ... in 문의 형식과 매우 유사하다.

  for (변수선언문 in 객체) { ... }

for ... in 문 객체의 프로토타입 체인 상에 존재하는 모든 프로토타입 프로퍼티 중에서 프로퍼티 어트리뷰터 [[Enumberable]]의 값이 true인 프로퍼티를 순회하여 열거한다. 이때 프로퍼티 키가 심벌인 프로퍼티는 열거하지 않는다.

for ... of 문은 내부적으로 이터레이터의 next 메서드를 호출하려 이터러블을 순회하며 next 메서드가 반환한 이터레이터 리절트 객체의 value 프로퍼티 값을 for ... of 문의 변수에 할당한다. 그리고 이터레이터 리절트 객체의 done 프로퍼티 값이 false이면 이터터블의 순회를 계속하고 true이면 이터러블의 순회를 중단한다.

 

[예제 34-06]

for (const item of [1,2,3,]) {
 // item 변수에 순차적으로 1,2,3이 할당한다.
 console.log(item) // 1 2 3
}



// 이터러블
const iterable = [1, 2, 3]

// 이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출하여 이터레이터를 생성한다.
const itertor = iterable[Symbol.iterator]()

for(;;) {
 // 이터레이터의 next 메서드를 호출하여 이터러블을 순회한다.
 // 이때 next 메서드는 이터레이터 리절트 객체를 반환한다.
 const rest = 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
}

 

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34.4 이터러블과 유사 배열 객체

유사 배열 객체는 마치 배열처럼 인덱스로 프로퍼티 값에 접근할 수 있고 length 프로퍼티를 갖는 객체를 말한다. 유사 배열 객체는 length 프로퍼티를 갖기 때문에 for 문으로 순회할 수 있고, 인덱스를 나타내는 숫자 형식의 문자열을 프로퍼티 키로 가지므로 마치 배열처럼 인덱스로 프로퍼티 값에 접근할 수 있다.

유사 배열 객체는 이터러블이 아닌 일반 객체이고 Symbol.iterator 메서드가 없기 때문에 for ... of 문으로 순회할 수 없다.

 

단, arguments, NodeList, HTMLCollection은 유사 배열 객체이면서 이터러블이다. ES6에서 이터러블이 도입되면서 Symbol.iterator메서드를 구현하여 이터러블이 되었다.

Array.from 메서드는 유사 배열 객체 또는 이터러블을 인수로 전달받아 배열로 변환하여 반환한다.

 

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34.5 이터레이션 프로토콜의 필요성

for...of 문, 스프레드 문법, 배열 디스트럭쳐링 할당 등은 Array, String, Map, Set, TypedArray(Int8Array, Uint8Array, Uint8ClampedArray, Int16Array, Uint16Array, Int32Array, Uint32Array, Float32Array, Float64Array), DOM 컬렉션(NodeList, HTMLCollection), arguements와 같이 다양한 이터러블 데이터 소스를 사용할 수 있다. 

ES6 이전의 순회 가능한 데이터 컬렉션, 즉 배열, 문자열, 유사 배열 객체, DOM 컬렉션 등은 통일된 규약 없이 각자 나름의 구조를 가지고 for문, for ... in문, forEach 메서드 등 다양한 방법으로 순회할 수 있었다. ES6에서는 순회 가능한 데이터 컬렉션을 이터레이션 프로토콜을 준수하는 이터러블로 통일하여 for ...of 문, 스프레드 문법, 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있도록 일원화 했다.

이터러블은 for...of문, 스프레드 문법, 배열 디스트럭처링 할당과 같은 데이버 소비자에 의해 사용되므로 데이터 공즙자 역할을 한다고 할 수 있다.

이 데이터 공긍자가 각자의 순회 방식을 갖는다면 데이터 소비자는 다양한 데이터 공급자의 순회 방식을 모두 지원해야하므로 효율적이지 않다. 하지만 이터레이션 프로토콜을 준수하도록 규정하면 하나만 구현하면 된다.

이터레이션 프로토콜은 다양한 데이터 공급자가 하나의 순회 방식을 갖도록 규정하여 데이터 소비자가 효율적으로 다양한 데이터 공급자를 사용할 수 있도록 데이터 소비자와 데이터 공급자를 연결하는 인터페이스 역할을 한다.

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34.6 사용자 정의 이터러블

34.6.4 무한 이터러블과 지연 평가

 

[예제 34-07]

//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(cons num of fibonacciFunc()){
 if(num > 10000) break;
 console.log(num)
}

// 배열 디스트럭쳐링 할당을 통해 무한 이터러블에서 3개의 요소만 취득한다.
const [f1, f2, f3] = fibonacciFunc()
console.log(f1, f2, f3)

위 예제의 이터러블은 지연 평가를 통해 데이터를 생성한다.

지연 평가는 데이터가 필요한 시점 이전까지는 미리 데이터를 생성하지 않다가 데이터가 필요한 시점이 되면 그때야 비로소 데이터를 생성하는 기법이다. 즉, 평가 결과가 필요할 때까지 평가를 늦추는 기법이 지연 평가다.

즉, for ... of문이나 배열 디스트럭쳐링 할당 등이 실행되기 이전까지 데이터를 생헝하지는 않는다. for ...of문의 경우 이터러블을 순회할 때 내부에서 이터레이터의 next 메서드를 호출하는데 바로 이때 데이터가 생성된다. next 메서드가 호출되기 이전까지는 데이터를 생성하지 않는다. 즉, 데이터가 필요할 때까지 데이터의 생성을 지연하다가 데이터가 필요한 순간 데이터를 생성한다.

 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.