JavaScripti Iterator.prototype.drop'i meisterlik valdamine: Sügavuti tõhusast elementide vahelejätmisest

Pidevalt arenevas kaasaegse tarkvaraarenduse maastikul on andmete tõhus töötlemine esmatähtis. Olgu tegemist massiivsete logifailide käsitlemise, API tulemuste lehekülgedeks jaotamise või reaalajas andmevoogudega töötamisega – kasutatavad tööriistad võivad oluliselt mõjutada teie rakenduse jõudlust ja mälukasutust. JavaScript, veebi lingua franca, teeb olulise sammu edasi iteraatorite abimeetodite ettepanekuga, mis on võimas uus tööriistakomplekt just selleks otstarbeks.Selle ettepaneku keskmes on kogum lihtsaid, kuid sügavaid meetodeid, mis töötavad otse iteraatoritega, võimaldades deklaratiivsemat, mälu-säästlikumat ja elegantsemat viisi andmejadade käsitlemiseks. Üks fundamentaalsemaid ja kasulikumaid neist on Iterator.prototype.drop.See põhjalik juhend viib teid sügavale drop()-meetodi maailma. Uurime, mis see on, miks see on traditsiooniliste massiivimeetoditega võrreldes mängumuutev ning kuidas saate seda kasutada puhtama, kiirema ja skaleeritavama koodi kirjutamiseks. Andmefailide parsimisest lõpmatute jadade haldamiseni avastate praktilisi kasutusjuhte, mis muudavad teie lähenemist andmetöötlusele JavaScriptis.

Alused: Kiire meeldetuletus JavaScripti iteraatoritest

Enne kui saame hinnata drop()-meetodi võimsust, peab meil olema kindel arusaam selle alustest: iteraatoritest ja itereeritavatest objektidest. Paljud arendajad puutuvad nende kontseptsioonidega kokku iga päev, kasutades konstruktsioone nagu for...of tsüklid või laialilaotamise süntaks (...), ilma et nad tingimata süveneksid nende mehaanikasse.Itereeritavad objektid ja iteraatori protokoll

JavaScriptis on itereeritav (iterable) mis tahes objekt, mis määratleb, kuidas seda saab tsüklis läbida. Tehniliselt on see objekt, mis implementeerib [Symbol.iterator] meetodi. See meetod on null-argumendiga funktsioon, mis tagastab iteraatori objekti. Massiivid, stringid, Map'id ja Set'id on kõik sisseehitatud itereeritavad objektid.Iteraator on objekt, mis teeb tegeliku läbimise töö. See on objekt, millel on next() meetod. Kui kutsute välja next(), tagastab see objekti kahe omadusega:

• value: Järjestuse järgmine väärtus.
• done: Tõeväärtus, mis on true, kui iteraator on ammendatud, ja false vastasel juhul.

Illustreerime seda lihtsa generaatorfunktsiooniga, mis on mugav viis iteraatorite loomiseks:

            function* numberRange(start, end) {
  let current = start;
  while (current <= end) {
    yield current;
    current++;
  }
}

const numbers = numberRange(1, 5);

console.log(numbers.next()); // { value: 1, done: false }
console.log(numbers.next()); // { value: 2, done: false }
console.log(numbers.next()); // { value: 3, done: false }
console.log(numbers.next()); // { value: 4, done: false }
console.log(numbers.next()); // { value: 5, done: false }
console.log(numbers.next()); // { value: undefined, done: true }
            

              
                Copy
              
            
          

See fundamentaalne mehhanism võimaldab konstruktsioonidel nagu for...of töötada sujuvalt mis tahes andmeallikaga, mis vastab protokollile, alates lihtsast massiivist kuni võrgupesast tuleva andmevooni.

Traditsiooniliste meetodite probleem

Kujutage ette, et teil on väga suur itereeritav objekt, näiteks generaator, mis väljastab miljoneid logikirjeid failist. Kui sooviksite esimesed 1000 kirjet vahele jätta ja ülejäänud töödelda, kuidas teeksite seda traditsioonilise JavaScriptiga?Levinud lähenemine oleks iteraatori esmalt massiiviks teisendamine:

            const allEntries = [...logEntriesGenerator()]; // Ai! See võib tarbida tohutult mälu.
const relevantEntries = allEntries.slice(1000);

for (const entry of relevantEntries) {
  // Process the entry
}
            

              
                Copy
              
            
          

Sellel lähenemisel on suur viga: see on innukas (eager). See sunnib kogu itereeritava objekti mällu massiivina laadima, enne kui saate isegi alustada algsete elementide vahelejätmist. Kui andmeallikas on massiivne või lõpmatu, jookseb teie rakendus kokku. See on probleem, mille lahendamiseks on loodud iteraatorite abimeetodid ja eriti drop().

Sisenemine `Iterator.prototype.drop(limit)`: Laisk lahendus

drop()-meetod pakub deklaratiivset ja mälu-säästlikku viisi elementide vahelejätmiseks mis tahes iteraatori algusest. See on osa TC39 iteraatorite abimeetodite ettepanekust, mis on praegu 3. etapis (Stage 3), mis tähendab, et see on stabiilne funktsioonikandidaat, mida oodatakse tulevasse ECMAScripti standardisse.

Süntaks ja käitumine

Süntaks on lihtne:

            newIterator = originalIterator.drop(limit);
            

              
                Copy
              
            
          

• limit: Mittenegatiivne täisarv, mis määrab, mitu elementi tuleb originalIterator'i algusest vahele jätta.
• Tagastatav väärtus: See tagastab uue iteraatori. See on kõige olulisem aspekt. See ei tagasta massiivi ega muuda algset iteraatorit. See loob uue iteraatori, mis tarbimisel liigutab esmalt algset iteraatorit limit elemendi võrra edasi ja hakkab seejärel väljastama järgnevaid elemente.

Laisa hindamise jõud

drop() on laisk. See tähendab, et see ei tee mingit tööd enne, kui küsite väärtust uuelt iteraatorilt, mille see tagastab. Kui kutsute esimest korda välja newIterator.next(), kutsub see sisemiselt välja next() meetodi originalIterator'il limit + 1 korda, heidab esimesed limit tulemust kõrvale ja väljastab viimase. See säilitab oma oleku, nii et järgnevad newIterator.next() väljakutsed lihtsalt tõmbavad järgmise väärtuse algsest iteraatorist.Vaatame uuesti meie numberRange näidet:

            const numbers = numberRange(1, 10);

// Loome uue iteraatori, mis jätab esimesed 3 elementi vahele
const numbersAfterThree = numbers.drop(3);

// Märkus: siinkohal pole veel iteratsiooni toimunud!

// Nüüd tarbime uut iteraatorit
for (const num of numbersAfterThree) {
  console.log(num); // See prindib 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
}
            

              
                Copy
              
            
          

Mälukasutus on siin konstantne. Me ei loo kunagi massiivi kõigist kümnest numbrist. Protsess toimub üks element korraga, mis muudab selle sobivaks igas suuruses voogude jaoks.

Praktilised kasutusjuhud ja koodinäited

Uurime mõningaid reaalseid stsenaariume, kus drop() särab.

1. Päiseridadega andmefailide parsimine

Levinud ülesanne on CSV- või logifailide töötlemine, mis algavad päiseridade või metaandmetega, mida tuleks ignoreerida. Generaatori kasutamine faili rida-realt lugemiseks on mälutõhus muster.

            function* readLines(fileContent) {
  const lines = fileContent.split('\n');
  for (const line of lines) {
    yield line;
  }
}

const csvData = `id,name,country
metadata: generated on 2023-10-27
---
1,Alice,USA
2,Bob,Canada
3,Charlie,UK`;

const lineIterator = readLines(csvData);

// Jätame 3 päiserida tõhusalt vahele
const dataRowsIterator = lineIterator.drop(3);

for (const row of dataRowsIterator) {
  console.log(row.split(',')); // Töötleme tegelikke andmeridu
  // Väljund: ['1', 'Alice', 'USA']
  // Väljund: ['2', 'Bob', 'Canada']
  // Väljund: ['3', 'Charlie', 'UK']
}
            

              
                Copy
              
            
          

2. Tõhusa API lehekülgede jaotuse implementeerimine

Kujutage ette, et teil on funktsioon, mis suudab generaatori abil hankida kõik tulemused API-st, ükshaaval. Saate kasutada drop()-i ja teist abimeetodit, take()-i, et implementeerida puhast ja tõhusat kliendipoolset lehekülgede jaotust.

            // Eeldame, et see funktsioon hangib kõik tooted, potentsiaalselt tuhandeid
async function* fetchAllProducts() {
  let page = 1;
  while (true) {
    const response = await fetch(`https://api.example.com/products?page=${page}`);
    const data = await response.json();
    if (data.products.length === 0) {
      break; // Rohkem tooteid pole
    }
    for (const product of data.products) {
      yield product;
    }
    page++;
  }
}

async function displayPage(pageNumber, pageSize) {
  const allProductsIterator = fetchAllProducts();
  const offset = (pageNumber - 1) * pageSize;

  // Maagia toimub siin: deklaratiivne ja tõhus konveier
  const pageProductsIterator = allProductsIterator.drop(offset).take(pageSize);

  console.log(`--- Products for Page ${pageNumber} ---`);
  for await (const product of pageProductsIterator) {
    console.log(`- ${product.name}`);
  }
}

displayPage(3, 10); // Kuva 3. lehekülg, 10 elementi lehekülje kohta. 
                   // See jätab tõhusalt vahele esimesed 20 elementi.
            

              
                Copy
              
            
          

Selles näites ei hangi me kõiki tooteid korraga. Generaator hangib lehekülgi vastavalt vajadusele ja drop(20) väljakutse lihtsalt liigutab iteraatorit edasi, salvestamata esimesi 20 toodet kliendi mällu.

3. Töö lõpmatute jadadega

Siin ületavad iteraatoripõhised meetodid tõeliselt massiivipõhiseid meetodeid. Massiiv peab definitsiooni kohaselt olema lõplik. Iteraator võib esindada lõpmatut andmejada.

            function* fibonacci() {
  let a = 0;
  let b = 1;
  while (true) {
    yield a;
    [a, b] = [b, a + b];
  }
}

// Leiame 1001. Fibonacci arvu
// Massiivi kasutamine on siin võimatu.

const highFibNumbers = fibonacci().drop(1000).take(1); // Jätame esimesed 1000 vahele, seejärel võtame järgmise

for (const num of highFibNumbers) {
  console.log(`The 1001st Fibonacci number is: ${num}`);
}
            

              
                Copy
              
            
          

4. Aheldamine deklaratiivsete andmekonveierite loomiseks

Iteraatorite abimeetodite tõeline jõud avaneb, kui aheldate need kokku, et luua loetavaid ja tõhusaid andmetöötluskonveiereid. Iga samm tagastab uue iteraatori, võimaldades järgmisel meetodil sellele tugineda.

            function* naturalNumbers() {
  let i = 1;
  while (true) {
    yield i++;
  }
}

// Loome keeruka konveieri:
// 1. Alustame kõigi naturaalarvudega.
// 2. Jätame esimesed 100 vahele.
// 3. Võtame järgmised 50.
// 4. Jätame alles ainult paarisarvud.
// 5. Tõstame igaühe ruutu.

const pipeline = naturalNumbers()
  .drop(100)                      // Iteraator väljastab 101, 102, ...
  .take(50)                       // Iteraator väljastab 101, ..., 150
  .filter(n => n % 2 === 0)       // Iteraator väljastab 102, 104, ..., 150
  .map(n => n * n);               // Iteraator väljastab 102*102, 104*104, ...

console.log('Results of the pipeline:');
for (const result of pipeline) {
  console.log(result);
}

// Kogu operatsioon tehakse minimaalse mälukuluga.
// Vahepealseid massiive ei looda kunagi.
            

              
                Copy
              
            
          

drop() vs. alternatiivid: võrdlev analüüs

Et drop()-i täielikult hinnata, võrdleme seda otse teiste levinud tehnikatega elementide vahelejätmiseks.

            // Slice (Innukas, suur mälukasutus)
const arr = Array.from({ length: 10_000_000 }, (_, i) => i);
const sliced = arr.slice(9_000_000); // Loob uue massiivi 1M elemendiga.

// Drop (Laisk, väike mälukasutus)
function* numbers() { 
  for(let i=0; i<10_000_000; i++) yield i; 
}
const dropped = numbers().drop(9_000_000); // Loob koheselt väikese iteraatori objekti.
            

              
                Copy
              
            
          

            // Manuaalne tsükkel (Imperatiivne)
let i = 0;
for (const item of myIterator) {
  if (i >= 100) {
    // process item
  }
  i++;
}

// Drop (Deklaratiivne)
for (const item of myIterator.drop(100)) {
  // process item
}
            

              
                Copy
              
            
          

Kuidas iteraatorite abimeetodeid täna kasutada

2023. aasta lõpu seisuga on iteraatorite abimeetodite ettepanek 3. etapis. See tähendab, et see on stabiilne ja toetatud mõnedes kaasaegsetes JavaScripti keskkondades, kuid pole veel universaalselt saadaval.

• Node.js: Vaikimisi saadaval Node.js v22+ ja varasemates versioonides (nagu v20) --experimental-iterator-helpers lipu all.
• Veebilehitsejad: Tugi on tekkimas. Chrome'il (V8) ja Safaril (JavaScriptCore) on implementatsioonid olemas. Viimase seisu kontrollimiseks peaksite vaatama ühilduvustabeleid nagu MDN või Can I Use.
• Polüfillid: Universaalse toe jaoks saate kasutada polüfilli. Kõige põhjalikum valik on core-js, mis pakub automaatselt implementatsioone, kui need sihtkeskkonnas puuduvad. Lihtsalt core-js lisamine ja selle konfigureerimine Babeliga teeb meetodid nagu drop() kättesaadavaks.

Natiivset tuge saate kontrollida lihtsa funktsiooni tuvastamisega:

            if (typeof Iterator.prototype.drop === 'function') {
  console.log('Iterator.prototype.drop on natiivselt toetatud!');
} else {
  console.log('Kaaluge Iterator.prototype.drop jaoks polüfilli kasutamist.');
}
            

              
                Copy
              
            
          

Kokkuvõte: Paradigma nihe JavaScripti andmetöötluses

Iterator.prototype.drop on rohkem kui lihtsalt mugav utiliit; see esindab fundamentaalset nihet funktsionaalsema, deklaratiivsema ja tõhusama andmetöötlusviisi suunas JavaScriptis. Laiska hindamist ja kompositsioonivõimalust omaks võttes annab see arendajatele võimaluse tegeleda suuremahuliste andmetöötlusülesannetega enesekindlalt, teades, et nende kood on nii loetav kui ka mäluohutu.Õppides mõtlema iteraatorite ja voogude, mitte ainult massiivide terminites, saate kirjutada rakendusi, mis on skaleeritavamad ja vastupidavamad. drop() koos oma sõsarmeetoditega nagu map(), filter() ja take() pakub tööriistakomplekti selle uue paradigma jaoks. Kui hakkate neid abimeetodeid oma projektidesse integreerima, avastate, et kirjutate koodi, mis pole mitte ainult jõudsam, vaid ka tõeliselt meeldiv lugeda ja hooldada.