Set、Map

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本文共--字阅读约--分钟 | 浏览: -- Last Updated: 2021-07-03

Set

ES6 提供了新的数据结构 Set。它类似于数组，但是成员的值都是唯一的，没有重复的值。

const s = new Set();

[2, 3, 5, 4, 5, 2, 2].forEach(x => s.add(x));

for (let i of s) {
  console.log(i);
}
// 2 3 5 4
// add方法是Set类型的实例方法，用来添加成员

// 可用来做数组去重
const s1 = new Set([1, 2, 3, 4, 4]);
[...s1]
// [1, 2, 3, 4]

Set 内部判断两个值是否不同，使用的算法叫做“Same-value-zero equality”，它类似于精确相等运算符（===），主要的区别是向 Set 加入值时认为NaN等于自身，而精确相等运算符认为NaN不等于自身。

属性

Set.prototype.constructor：构造函数，默认就是Set函数。
Set.prototype.size：返回Set实例的成员总数。

方法

Set.prototype.add(value)：添加某个值，返回 Set 结构本身。
Set.prototype.delete(value)：删除某个值，返回一个布尔值，表示删除是否成功。
Set.prototype.has(value)：返回一个布尔值，表示该值是否为Set的成员。
Set.prototype.clear()：清除所有成员，没有返回值。

Array.from方法可以将 Set 结构转为数组。

遍历操作

Set.prototype.keys()：返回键名的遍历器
Set.prototype.values()：返回键值的遍历器
Set.prototype.entries()：返回键值对的遍历器
Set.prototype.forEach()：使用回调函数遍历每个成员

由于 Set 结构没有键名，只有键值（或者说键名和键值是同一个值），所以keys方法和values方法的行为完全一致。故entries方法返回的遍历器，同时包括键名和键值，所以每次输出一个数组，它的两个成员完全相等。

let s = new Set(['red', 'green', 'blue']);

for (let item of s.entries()) {
  console.log(item);
}
// ["red", "red"]
// ["green", "green"]
// ["blue", "blue"]

Set 结构的实例默认可遍历，它的默认遍历器生成函数就是它的values方法。这意味着，可以省略values方法，直接用for...of循环遍历 Set。

Set.prototype[Symbol.iterator] === Set.prototype.values
// true

let s = new Set(['red', 'green', 'blue']);

for (let x of s) {
  console.log(x);
}
// red
// green
// blue

使用set 实现数据的交集、并集、差集

使用 Set 可以很容易地实现并集（Union）、交集（Intersect）和差集（Difference）。

let a = new Set([1, 2, 3]);
let b = new Set([4, 3, 2]);

// 并集
let union = new Set([...a, ...b]);
// Set {1, 2, 3, 4}

// 交集
let intersect = new Set([...a].filter(x => b.has(x)));
// Set {2, 3}

// 差集 
let difference = new Set([...a].filter(x => !b.has(x)));
// Set {1}  以上语句返回a中有而b中没有的

WeakSet

WeakSet 结构与 Set 类似，也是不重复的值的集合。但是，它与 Set 有两个区别。

首先，WeakSet 的成员只能是对象，而不能是其他类型的值。

其次，WeakSet 中的对象都是弱引用，即垃圾回收机制不考虑 WeakSet 对该对象的引用，也就是说，如果其他对象都不再引用该对象，那么垃圾回收机制会自动回收该对象所占用的内存，不考虑该对象还存在于 WeakSet 之中。，即WeakSet中存储的对象，只要外部不再引用就会被回收。

let a = [1, 2];
let b = [3, 4];
let ws = new WeakSet([a, b]);
a = null; // 即可以回收a代表的这个对象，尽管ws中还引用着

这是因为垃圾回收机制依赖引用计数，如果一个值的引用次数不为0，垃圾回收机制就不会释放这块内存。结束使用该值之后，有时会忘记取消引用，导致内存无法释放，进而可能会引发内存泄漏。WeakSet 里面的引用，都不计入垃圾回收机制，所以就不存在这个问题。因此，WeakSet 适合临时存放一组对象，以及存放跟对象绑定的信息。只要这些对象在外部消失，它在 WeakSet 里面的引用就会自动消失。

WeakSet 可以接受一个数组或类似数组的对象作为参数

const a = [[1, 2], [3, 4]];
const ws = new WeakSet(a);
// WeakSet {[1, 2], [3, 4]}

const b = [3, 4];
const ws = new WeakSet(b);
// Uncaught TypeError: Invalid value used in weak set(…)
// 3, 4 不是对象

注意，是a数组的成员成为 WeakSet 的成员，而不是a数组本身。这意味着，数组的成员只能是对象。数组b的成员不是对象，加入 WeaKSet 就会报错。

实例方法

WeakSet.prototype.add(value)：向 WeakSet 实例添加一个新成员。
WeakSet.prototype.delete(value)：清除 WeakSet 实例的指定成员。
WeakSet.prototype.has(value)：返回一个布尔值，表示某个值是否在 WeakSet 实例之中。

没有size和forEach属性，所以不能遍历，是因为成员都是弱引用，随时可能消失（外部不再引用），遍历机制无法保证成员的存在，很可能刚刚遍历结束，成员就取不到了。WeakSet 的一个用处，是储存 DOM 节点，而不用担心这些节点从文档移除时，会引发内存泄漏。

Map

JavaScript 的对象Object，本质上是键值对的集合: Hash 结构，但是传统上只能用字符串当作键。

const data = {};
const element = document.getElementById('myDiv');

data[element] = 'metadata';
// 等同于
data['[object HTMLDivElement]'] = 'metadata';
// 因为
'[object HTMLDivElement]' === element.toString();

为了解决这个问题，ES6 提供了 Map 数据结构。它类似于对象，也是键值对的集合，但是“键”的范围不限于字符串，各种类型的值（包括对象）都可以当作键。也就是说，Object 结构提供了“字符串—值”的对应，Map 结构提供了“值—值”的对应，是一种更完善的 Hash 结构实现。如果你需要“键值对”的数据结构，Map 比 Object 更合适。

属性

size属性返回 Map 结构的成员总数。

方法

Map.prototype.set(key, value)：set方法设置键名key对应的键值为value，然后返回整个 Map 结构。如果key已经有值，则键值会被更新，否则就新生成该键。

// set方法返回的是当前的Map对象，因此可以采用链式写法。
let map = new Map()
  .set(1, 'a')
  .set(2, 'b')
  .set(3, 'c');

Map.prototype.get(key): get方法读取key对应的键值，如果找不到key，返回undefined。

Map.prototype.has(key): has方法返回一个布尔值，表示某个键是否在当前 Map 对象之中

Map.prototype.delete(key): delete方法删除某个键，返回true。如果删除失败，返回false。

Map.prototype.clear(): clear方法清除所有成员，没有返回值。


const m = new Map();
const o = {p: 'Hello World'};

m.set(o, 'content')
m.get(o) // "content"

m.has(o) // true
m.delete(o) // true
m.has(o) // false

Map 也可以接受一个数组作为参数。该数组的成员是一个个表示键值对的数组。

const map = new Map([
  ['name', '张三'],
  ['title', 'Author']
]);

map.size // 2
map.has('name') // true
map.get('name') // "张三"
map.has('title') // true
map.get('title') // "Author"

只有对同一个对象的引用，Map 结构才将其视为同一个键。这一点要非常小心。

const map = new Map();

map.set(['a'], 555);
map.get(['a']) // undefined
// 两个['a']的内存地址明显不一样

const map = new Map();

const k1 = ['a'];
const k2 = ['a'];

map
.set(k1, 111)
.set(k2, 222);

map.get(k1) // 111
map.get(k2) // 222

Map 的键实际上是跟内存地址绑定的，只要内存地址不一样，就视为两个键，这就解决了同名属性碰撞（clash）的问题，我们扩展别人的库的时候，如果使用对象作为键名，就不用担心自己的属性与原作者的属性同名。

遍历方法

Map.prototype.keys()：返回键名的遍历器。
Map.prototype.values()：返回键值的遍历器。
Map.prototype.entries()：返回所有成员的遍历器。
Map.prototype.forEach()：遍历 Map 的所有成员。

Map 的遍历顺序就是插入顺序。

for (let [key, value] of map.entries()) {
  console.log(key, value);
}
// "F" "no"
// "T" "yes"

// 等同于使用map.entries()
// Map 结构的默认遍历器接口（Symbol.iterator属性），就是entries方法。
for (let [key, value] of map) {
  console.log(key, value);
}
// "F" "no"
// "T" "yes"

Map 结构转为数组结构，比较快速的方法是使用扩展运算符（…）。

const map = new Map([
  [1, 'one'],
  [2, 'two'],
  [3, 'three'],
]);

[...map.keys()]
// [1, 2, 3]

[...map.values()]
// ['one', 'two', 'three']

[...map.entries()]
// [[1,'one'], [2, 'two'], [3, 'three']]

[...map]
// [[1,'one'], [2, 'two'], [3, 'three']]

WeakMap

WeakMap结构与Map结构类似，也是用于生成键值对的集合。

首先，WeakMap只接受对象作为键名（null除外），不接受其他类型的值作为键名。

其次，WeakMap的键名所指向的对象，不计入垃圾回收机制。

WeakMap的设计目的在于，有时我们想在某个对象上面存放一些数据，但是这会形成对于这个对象的引用。请看下面的例子。

const e1 = document.getElementById('foo');
const e2 = document.getElementById('bar');
const arr = [
  [e1, 'foo 元素'],
  [e2, 'bar 元素'],
];

// e1 = null;  // 这样删除不了引用

// 只有这样手动删除引用
arr[0] = null;
arr[1] = null;

e1和e2是两个对象，我们通过arr数组对这两个对象添加一些文字说明。这就形成了**arr对e1和e2的引用**。一旦不再需要这两个对象，我们就必须手动删除这个引用，否则垃圾回收机制就不会释放e1和e2占用的内存。

WeakMap 就是为了解决这个问题而诞生的，它的键名所引用的对象都是弱引用，即垃圾回收机制不将该引用考虑在内。因此，只要所引用的对象的其他引用都被清除，垃圾回收机制就会释放该对象所占用的内存。也就是说，一旦不再需要，WeakMap 里面的键名对象和所对应的键值对会自动消失，不用手动删除引用。

const wm = new WeakMap();

const element = document.getElementById('example');

wm.set(element, 'some information');
wm.get(element) // "some information"

// WeakMap 里面对element的引用就是弱引用，不会被计入垃圾回收机制。
// 也就是说，上面的 DOM 节点对象的引用计数是1，而不是2
// 即DOM节点对象只被element变量引用 而不被wm引用
// 一旦消除对该节点的引用，它占用的内存就会被垃圾回收机制释放
// wm保存的这个键值也会自动消失

WeakMap 弱引用的**只是键名，而不是键值。**键值依然是正常引用。

const wm = new WeakMap();
let key = {};
let obj = {foo: 1};

wm.set(key, obj);
obj = null;
wm.get(key)
// Object {foo: 1}

var v = {
  a: '123'
}

var o = {
  'b': v,
}

v = {
  a: '456'
};

console.log(o['b']) // Object { a: 123 }
// 因为变量 v 是对象，指向 内存地址 v1
// 变量 o 也是对象， o['b'] 也是一个对象，指向了 内存地址 v1
// v = {} , 而由于o['b'] 依然引用 v1 内存地址，所以 v1 不会被删除。
// 只是删除了 v 对于 v1 的指向，创建了一块新的内存地址n1，并让v 指向 n1

WeakMap只有四个方法可用：get()、set()、has()、delete()。

WeakMap 的示例

首先，打开 Node 命令行。

$ node --expose-gc
// --expose-gc参数表示允许手动执行垃圾回收机制。

/ 手动执行一次垃圾回收，保证获取的内存使用状态准确
> global.gc();
undefined

// 查看内存占用的初始状态，heapUsed 为 4M 左右
> process.memoryUsage();
{ rss: 21106688,
  heapTotal: 7376896,
  heapUsed: 4153936,
  external: 9059 }

> let wm = new WeakMap();
undefined

// 新建一个变量 key，指向一个 5*1024*1024 的数组
> let key = new Array(5 * 1024 * 1024);
undefined

// 设置 WeakMap 实例的键名，也指向 key 数组
// 这时，key 数组实际被引用了两次，
// 变量 key 引用一次，WeakMap 的键名引用了第二次
// 但是，WeakMap 是弱引用，对于引擎来说，引用计数还是1
> wm.set(key, 1);
WeakMap {}

> global.gc();
undefined

// 这时内存占用 heapUsed 增加到 45M 了
> process.memoryUsage();
{ rss: 67538944,
  heapTotal: 7376896,
  heapUsed: 45782816,
  external: 8945 }

// 清除变量 key 对数组的引用，
// 但没有手动清除 WeakMap 实例的键名对数组的引用
> key = null;
null

// 再次执行垃圾回收
> global.gc();
undefined

// 内存占用 heapUsed 变回 4M 左右，
// 可以看到 WeakMap 的键名引用没有阻止 gc 对内存的回收
> process.memoryUsage();
{ rss: 20639744,
  heapTotal: 8425472,
  heapUsed: 3979792,
  external: 8956 }

使用 Map 执行一次，会发现内存没有被回收 Map 的键名引用阻止了 gc 对内存的回收

WeakMap的用途

let myElement = document.getElementById('logo');
let myWeakmap = new WeakMap();

myWeakmap.set(myElement, {timesClicked: 0});

myElement.addEventListener('click', function() {
  let logoData = myWeakmap.get(myElement);
  logoData.timesClicked++;
}, false);

上面代码中，myElement是一个 DOM 节点，每当发生click事件，就更新一下状态。我们将这个状态作为键值放在 WeakMap 里，对应的键名就是myElement。一旦这个 DOM 节点删除，该状态就会自动消失，不存在内存泄漏风险。

另一个用处是部署私有属性

const _counter = new WeakMap();
const _action = new WeakMap();

class Countdown {
  constructor(counter, action) {
    _counter.set(this, counter);
    // _counter 以 this 为key，存储实例传进来的counter为 value
    _action.set(this, action);
  }
  dec() {
    let counter = _counter.get(this);
    // 相当于就是获取实例传进来的counter 只能通过这种方法获取
    // 因为没有在constructor 中使用 this.counter = counter
    // 所有此时就相当于是私有属性，实例无法访问
    if (counter < 1) return;
    counter--;
    _counter.set(this, counter);
    if (counter === 0) {
      _action.get(this)();
    }
  }
}

const c = new Countdown(2, () => console.log('DONE'));

c.dec()
c.dec()
// DONE

Set、Map

Set

属性

方法

遍历操作

使用set 实现 数据的交集、并集、差集

WeakSet

实例方法

Map

属性

方法

遍历方法

WeakMap

WeakMap 的示例

WeakMap的用途

使用set 实现数据的交集、并集、差集