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[JavaScript DeepDive] 34장_이터러블 본문
✍ 이터레이션 프로토콜
ES6에서 도입된 이터레이션 프로토콜은 순회 가능한 데이터 컬렉션(자료구조)을 만들기 위해 ECMAScript 사양에 정의하여 미리 약속한 규칙이다.
ES6 이전의 순회 가능한 데이터 컬렉션, 즉 배열, 문자열, 유사 배열 객체, DOM 컬렉션 등은 통일된 규약없이 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 ...of문, 스프레드 문법, 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있도록 일원화했다.
이터레이션 프로토콜에는 이터러블 프로토콜과 이터레이터 프로토콜이 있다.
- 이터러블 프로토콜 : Well-known Symbol인 Symbol.iterator 프로퍼티 키로 사용한 메서드를 직접 구현하거나 프로토타입 체인을 통해 상속받은 Symbol.iterator 메서드를 호출하면 이터레이터 프로토콜을 준수한 이터레이터를 반환한다. 이러한 규약을 이터러블 프로토콜이라 하며, 이터러블 프로토콜을 준수한 객체를 이터러블이라 한다. 이터러블은 for...of 문으로 순회할 수 있으며 스프레드 문법과 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있다.
- 이터레이터 프로토콜 : 이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출하면 이터레이터 프로토콜을 준수한 이터레이터를 반환한다. 이터레이터는 next메서드를 소유하며 next 메서드를 호출하면 이터러블을 순회하며 value와 done 프로퍼티를 갖는 이터레이터 리절트 객체를 반환한다. 이러한 규약을 이터레이터 프로토콜이라 하며, 이터레이터 프로토콜을 준수한 객체를 이터레이터라 한다. 이터레이터는 이터버블의 요소를 탐색하기 위한 포인터 역할을 한다.

📌 이터러블
이터러블은 Symbol.iterator를 프로퍼티 키로 사용한 메서드를 직접 구현하거나 프로토타입 체인을 통해 상속받은 객체를 말한다.
// 이터러블인지 확인하는 함수
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
예를 들어, 배열은 Array.prototype의 Symbol.iterator 메서드를 상속받는 이터러블이다. 이터러블은 for...of 문으로 순회할 수 있으며, 스프레드 문법과 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있다.
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]
Symbol.iterator 메서드를 직접 구현하지 않거나 상속받지 않은 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.
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
📌 이터레이터
이터러블의 Symbol.iterator 메서드를 호출하면 이터레이터 프로토콜을 준수한 이터레이터를 반환한다.
이터러블의 Symbol.iterator 메서드가 반환한 이터레이터는 next 메서드를 갖는다.
// 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, next메서드를 호출하면 이터러블을 순차적으로 한 단계씩 순회하며 순회 결과를 나타내는 이터레이터 리절트 객체(iterator result object)를 반환한다.
// 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 }
✍ 빌트인 이터러블
자바스크립트는 이터레이션 프로토콜을 준수한 객체인 빌트인 이터러블을 제고한다. 다음의 표준 빌트인 객체들은 빌트인 이터러블이다.
빌트인 이터러블 | Symbol.iterator 메서드 |
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.prototype[Symbol.iterator] HTMLCollection.prototype[Symbol.iterator] |
✍ for...of 문
for...of 문은 이터러블을 순회하면서 이터러블의 요소를 변수에 할당한다. for...of 문의 문법은 다음과 같다.
for (변수선언문 of 이터러블) { ... }
for...of 문은 for...in 문의 형식과 매우 유사하다.
for (변수선언문 of 객체) { ... }
for...in문은 객체의 프로퍼티 어트리뷰트[[Enumerable]]값이 true인 프로퍼티를 순회하며 열거한다.
이때 프로퍼티 키가 심벌인 프로퍼티는 열거하지 않는다. 즉 for...in 문으로는 이터러블을 순회할 수 없다.
for...of문은 내부적으로 이터레이터의 next 메서드를 호출하여 이터러블을 순회하며 next 메서드가 반환한 이터레이터 리절트 객체의 value 값을 for...of 변수에 할당하고 done 값을 기준으로 순회를 결정한다.
(done값이 false면 순회를 계속하고 true면 이터러블 순회를 중단한다.)
for (const item of [1, 2, 3]) {
// item 변수에 순차적으로 1, 2, 3이 할당된다.
console.log(item); // 1 2 3
}
위 예제의 for...of 문의 내부 동작을 for 문으로 표현하면 다음과 같다.
// 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();
console.log(res) // {value: 1, done: false}, {value: 2, done: false}, {value: 3, done: false}, {value: undefined, done: true}
// 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
}
✍ 이터레이션 프로토콜의 필요성
앞서 언급했지만 ES6 이전의 순회 가능한 데이터 컬렉션, 즉 배열, 문자열, 유사 배열 객체, DOM 컬렉션 등은 통일된 규약 없이 각자 나름의 구조를 가지고 for 문, for...in 문, forEach 메서드 등 다양한 방법으로 순회 할 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.
그럼 왜 다양한 방법으로 순회하던 것을 이터레이션 프로토콜을 준수하도록 일원화 했을까?
다양한 데이터 컬렉션(Array, String, DOM 컬렉션 등)이 각자 다른 순회 방식을 가진다면 이를 순회하도록 도와주는 메소드들 (for...of, 스프레드 문법 등)은 데이터 컬렉션 별로 다른 순회 방식을 모두 지원해야한다.
이는 효율적이가 않기 때문에 이터레이션 프로토콜은 다양한 컬렉션(데이터 공급자)이 하나의 순회 방식을 갖도록 규정하여 순회 메소드(데이터 소비자)가 효율적으로 사용할 수 있도록 데이터 소비자와 데이터 공급자를 연결하는 인터페이스 역할을 한다.

✍ 사용자 정의 이터러블
이터레이션 프로토콜을 준수하지 않는 일반 객체도 이터레이션 프로토콜을 준수하도록 구현하면 사용자 정의 이터러블이 된다. 피보나치 수열을 통해 사용자 정의 이터러블을 구현해보자.
// 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
}
// 직접 순회 방식
// 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 }
이터러블은 for...of 문뿐만 아니라 스프레드 문법, 배열 디스트럭처링 할당에도 사용할 수 있다.
// 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 ]
포스팅에서는 정확하게 다루진 않았지만 이터러블은 지연 평가라는 장점이 있다. 이것이 무엇인지 간략하게만 짚고 넘어가도록 하겠다.
배열이나 문자열 등은 모든 데이터를 메모리에 미리 확보한 다음 데이터를 공급한다. 하지만 이터러버블은 지연 평가를 통해 데이터를 생성한다는 장점이 있다.(구현에 따라)
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.
예를들어, for...of 문의 경우 이터러블을 순회할 때 내부에서 이터레이터의 next 메서드를 호출하는데 바로 이때 데이터가 생성된다. next 메서드가 호출되기 이전까지는 데이터를 생성하지 않는다.
이처럼 지연 평가를 잘 활용하면 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.
👨💻 예전에 함수형 프로그래밍에 대해 학습했을 때, 이터러블, 이터레이터에 대해서 학습한 적이 있다.
진짜 생소한 개념에다가 무슨 말인지 이해할 수가 없어 끝까지 학습을 못 했던 적이 있었다.
이번 장을 읽으면서 이터러블이 무엇인지, 이터레이터가 무엇인지 알 수 있었고, 왜 사용하는지를 알 수 있었다.
함수형 프로그래밍을 다시 학습하게 되는 계기가 생기면 그때는 잘 이해할 수 있지 않을까 생각한다.....
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