ES6 Set 與 Map 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

2020-06-11 12:06 更新

1. Set

基本用法

ES6 提供了新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Set。它類似于數(shù)組，但是成員的值都是唯一的，沒(méi)有重復(fù)的值。

Set 本身是一個(gè)構(gòu)造函數(shù)，用來(lái)生成 Set 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

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

上面代碼通過(guò) add() 方法向 Set 結(jié)構(gòu)加入成員，結(jié)果表明 Set 結(jié)構(gòu)不會(huì)添加重復(fù)的值。

Set 函數(shù)可以接受一個(gè)數(shù)組（或者具有 iterable 接口的其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）作為參數(shù)，用來(lái)初始化。

// 例一
const set = new Set([1, 2, 3, 4, 4]);
[...set]
// [1, 2, 3, 4]


// 例二
const items = new Set([1, 2, 3, 4, 5, 5, 5, 5]);
items.size // 5


// 例三
const set = new Set(document.querySelectorAll('div'));
set.size // 56


// 類似于
const set = new Set();
document
 .querySelectorAll('div')
 .forEach(div => set.add(div));
set.size // 56

上面代碼中，例一和例二都是 Set 函數(shù)接受數(shù)組作為參數(shù)，例三是接受類似數(shù)組的對(duì)象作為參數(shù)。

上面代碼也展示了一種去除數(shù)組重復(fù)成員的方法。

// 去除數(shù)組的重復(fù)成員
[...new Set(array)]

上面的方法也可以用于，去除字符串里面的重復(fù)字符。

[...new Set('ababbc')].join('')
// "abc"

向 Set加入值的時(shí)候，不會(huì)發(fā)生類型轉(zhuǎn)換，所以 5 和 "5" 是兩個(gè)不同的值。Set 內(nèi)部判斷兩個(gè)值是否不同，使用的算法叫做“Same-value-zero equality”，它類似于精確相等運(yùn)算符（ === ），主要的區(qū)別是向 Set 加入值時(shí)認(rèn)為 NaN 等于自身，而精確相等運(yùn)算符認(rèn)為 NaN 不等于自身。

let set = new Set();
let a = NaN;
let b = NaN;
set.add(a);
set.add(b);
set // Set {NaN}

上面代碼向 Set 實(shí)例添加了兩次 NaN ，但是只會(huì)加入一個(gè)。這表明，在 Set 內(nèi)部，兩個(gè) NaN 是相等的。

另外，兩個(gè)對(duì)象總是不相等的。

let set = new Set();


set.add({});
set.size // 1


set.add({});
set.size // 2

上面代碼表示，由于兩個(gè)空對(duì)象不相等，所以它們被視為兩個(gè)值。

Set 實(shí)例的屬性和方法

Set 結(jié)構(gòu)的實(shí)例有以下屬性。

  • Set.prototype.constructor ：構(gòu)造函數(shù)，默認(rèn)就是 Set 函數(shù)。
  • Set.prototype.size ：返回 Set 實(shí)例的成員總數(shù)。

Set 實(shí)例的方法分為兩大類：操作方法（用于操作數(shù)據(jù)）和遍歷方法（用于遍歷成員）。下面先介紹四個(gè)操作方法。

  • Set.prototype.add(value) ：添加某個(gè)值，返回 Set 結(jié)構(gòu)本身。
  • Set.prototype.delete(value) ：刪除某個(gè)值，返回一個(gè)布爾值，表示刪除是否成功。
  • Set.prototype.has(value) ：返回一個(gè)布爾值，表示該值是否為 Set 的成員。
  • Set.prototype.clear() ：清除所有成員，沒(méi)有返回值。

上面這些屬性和方法的實(shí)例如下。

s.add(1).add(2).add(2);
// 注意2被加入了兩次


s.size // 2


s.has(1) // true
s.has(2) // true
s.has(3) // false


s.delete(2);
s.has(2) // false

下面是一個(gè)對(duì)比，看看在判斷是否包括一個(gè)鍵上面， Object 結(jié)構(gòu)和 Set 結(jié)構(gòu)的寫法不同。

// 對(duì)象的寫法
const properties = {
  'width': 1,
  'height': 1
};


if (properties[someName]) {
  // do something
}


// Set的寫法
const properties = new Set();


properties.add('width');
properties.add('height');


if (properties.has(someName)) {
  // do something
}

Array.from 方法可以將 Set 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)為數(shù)組。

const items = new Set([1, 2, 3, 4, 5]);
const array = Array.from(items);

這就提供了去除數(shù)組重復(fù)成員的另一種方法。

function dedupe(array) {
  return Array.from(new Set(array));
}


dedupe([1, 1, 2, 3]) // [1, 2, 3]

遍歷操作

Set 結(jié)構(gòu)的實(shí)例有四個(gè)遍歷方法，可以用于遍歷成員。

  • Set.prototype.keys() ：返回鍵名的遍歷器
  • Set.prototype.values() ：返回鍵值的遍歷器
  • Set.prototype.entries() ：返回鍵值對(duì)的遍歷器
  • Set.prototype.forEach() ：使用回調(diào)函數(shù)遍歷每個(gè)成員

需要特別指出的是，Set的遍歷順序就是插入順序。這個(gè)特性有時(shí)非常有用，比如使用 Set 保存一個(gè)回調(diào)函數(shù)列表，調(diào)用時(shí)就能保證按照添加順序調(diào)用。

（1） keys() ， values() ， entries()

keys方法、 values方法、 entries方法返回的都是遍歷器對(duì)象（詳見(jiàn)《Iterator 對(duì)象》一章）。由于 Set 結(jié)構(gòu)沒(méi)有鍵名，只有鍵值（或者說(shuō)鍵名和鍵值是同一個(gè)值），所以keys方法和 values方法的行為完全一致。

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


for (let item of set.keys()) {
  console.log(item);
}
// red
// green
// blue


for (let item of set.values()) {
  console.log(item);
}
// red
// green
// blue


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

上面代碼中，entries方法返回的遍歷器，同時(shí)包括鍵名和鍵值，所以每次輸出一個(gè)數(shù)組，它的兩個(gè)成員完全相等。

Set結(jié)構(gòu)的實(shí)例默認(rèn)可遍歷，它的默認(rèn)遍歷器生成函數(shù)就是它的 values 方法。

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

這意味著，可以省略values方法，直接用 for...of 循環(huán)遍歷 Set。

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


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

（2） forEach()

Set 結(jié)構(gòu)的實(shí)例與數(shù)組一樣，也擁有 forEach 方法，用于對(duì)每個(gè)成員執(zhí)行某種操作，沒(méi)有返回值。

let set = new Set([1, 4, 9]);
set.forEach((value, key) => console.log(key + ' : ' + value))
// 1 : 1
// 4 : 4
// 9 : 9

上面代碼說(shuō)明， forEach 方法的參數(shù)就是一個(gè)處理函數(shù)。該函數(shù)的參數(shù)與數(shù)組的 forEach 一致，依次為鍵值、鍵名、集合本身（上例省略了該參數(shù)）。這里需要注意，Set 結(jié)構(gòu)的鍵名就是鍵值（兩者是同一個(gè)值），因此第一個(gè)參數(shù)與第二個(gè)參數(shù)的值永遠(yuǎn)都是一樣的。

另外，forEach 方法還可以有第二個(gè)參數(shù)，表示綁定處理函數(shù)內(nèi)部的 this 對(duì)象。

（3）遍歷的應(yīng)用

擴(kuò)展運(yùn)算符（ ... ）內(nèi)部使用 for...of循環(huán)，所以也可以用于Set 結(jié)構(gòu)。

let set = new Set(['red', 'green', 'blue']);
let arr = [...set];
// ['red', 'green', 'blue']

擴(kuò)展運(yùn)算符和 Set結(jié)構(gòu)相結(jié)合，就可以去除數(shù)組的重復(fù)成員。

let arr = [3, 5, 2, 2, 5, 5];
let unique = [...new Set(arr)];
// [3, 5, 2]

而且，數(shù)組的map 和 filter 方法也可以間接用于 Set 了。

let set = new Set([1, 2, 3]);
set = new Set([...set].map(x => x * 2));
// 返回Set結(jié)構(gòu)：{2, 4, 6}


let set = new Set([1, 2, 3, 4, 5]);
set = new Set([...set].filter(x => (x % 2) == 0));
// 返回Set結(jié)構(gòu)：{2, 4}

因此使用 Set 可以很容易地實(shí)現(xiàn)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}


// （a 相對(duì)于 b 的）差集
let difference = new Set([...a].filter(x => !b.has(x)));
// Set {1}

如果想在遍歷操作中，同步改變?cè)瓉?lái)的 Set 結(jié)構(gòu)，目前沒(méi)有直接的方法，但有兩種變通方法。一種是利用原 Set 結(jié)構(gòu)映射出一個(gè)新的結(jié)構(gòu)，然后賦值給原來(lái)的 Set 結(jié)構(gòu)；另一種是利用 Array.from 方法。

// 方法一
let set = new Set([1, 2, 3]);
set = new Set([...set].map(val => val * 2));
// set的值是2, 4, 6


// 方法二
let set = new Set([1, 2, 3]);
set = new Set(Array.from(set, val => val * 2));
// set的值是2, 4, 6

上面代碼提供了兩種方法，直接在遍歷操作中改變?cè)瓉?lái)的 Set 結(jié)構(gòu)。

2. WeakSet

含義

WeakSet結(jié)構(gòu)與Set類似，也是不重復(fù)的值的集合。但是，它與 Set 有兩個(gè)區(qū)別。

首先，WeakSet 的成員只能是對(duì)象，而不能是其他類型的值。

const ws = new WeakSet();
ws.add(1)
// TypeError: Invalid value used in weak set
ws.add(Symbol())
// TypeError: invalid value used in weak set

上面代碼試圖向 WeakSet 添加一個(gè)數(shù)值和 Symbol 值，結(jié)果報(bào)錯(cuò)，因?yàn)?WeakSet 只能放置對(duì)象。

其次，WeakSet 中的對(duì)象都是弱引用，即垃圾回收機(jī)制不考慮 WeakSet 對(duì)該對(duì)象的引用，也就是說(shuō)，如果其他對(duì)象都不再引用該對(duì)象，那么垃圾回收機(jī)制會(huì)自動(dòng)回收該對(duì)象所占用的內(nèi)存，不考慮該對(duì)象還存在于 WeakSet 之中。

這是因?yàn)槔厥諜C(jī)制依賴引用計(jì)數(shù)，如果一個(gè)值的引用次數(shù)不為 0 ，垃圾回收機(jī)制就不會(huì)釋放這塊內(nèi)存。結(jié)束使用該值之后，有時(shí)會(huì)忘記取消引用，導(dǎo)致內(nèi)存無(wú)法釋放，進(jìn)而可能會(huì)引發(fā)內(nèi)存泄漏。WeakSet 里面的引用，都不計(jì)入垃圾回收機(jī)制，所以就不存在這個(gè)問(wèn)題。因此，WeakSet 適合臨時(shí)存放一組對(duì)象，以及存放跟對(duì)象綁定的信息。只要這些對(duì)象在外部消失，它在 WeakSet 里面的引用就會(huì)自動(dòng)消失。

由于上面這個(gè)特點(diǎn)，WeakSet 的成員是不適合引用的，因?yàn)樗鼤?huì)隨時(shí)消失。另外，由于 WeakSet 內(nèi)部有多少個(gè)成員，取決于垃圾回收機(jī)制有沒(méi)有運(yùn)行，運(yùn)行前后很可能成員個(gè)數(shù)是不一樣的，而垃圾回收機(jī)制何時(shí)運(yùn)行是不可預(yù)測(cè)的，因此 ES6 規(guī)定 WeakSet 不可遍歷。

這些特點(diǎn)同樣適用于本章后面要介紹的 WeakMap 結(jié)構(gòu)。

語(yǔ)法

WeakSet 是一個(gè)構(gòu)造函數(shù)，可以使用new命令，創(chuàng)建 WeakSet 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

const ws = new WeakSet();

作為構(gòu)造函數(shù)，WeakSet 可以接受一個(gè)數(shù)組或類似數(shù)組的對(duì)象作為參數(shù)。（實(shí)際上，任何具有 Iterable 接口的對(duì)象，都可以作為 WeakSet 的參數(shù)。）該數(shù)組的所有成員，都會(huì)自動(dòng)成為 WeakSet 實(shí)例對(duì)象的成員。

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

上面代碼中， a 是一個(gè)數(shù)組，它有兩個(gè)成員，也都是數(shù)組。將 a 作為 WeakSet 構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)， a 的成員會(huì)自動(dòng)成為 WeakSet 的成員。

注意，是 a 數(shù)組的成員成為 WeakSet 的成員，而不是 a 數(shù)組本身。這意味著，數(shù)組的成員只能是對(duì)象。

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

上面代碼中，數(shù)組 b 的成員不是對(duì)象，加入 WeakSet 就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

WeakSet 結(jié)構(gòu)有以下三個(gè)方法。

  • WeakSet.prototype.add(value)：向 WeakSet 實(shí)例添加一個(gè)新成員。
  • WeakSet.prototype.delete(value)：清除 WeakSet 實(shí)例的指定成員。
  • WeakSet.prototype.has(value)：返回一個(gè)布爾值，表示某個(gè)值是否在 WeakSet 實(shí)例之中。

下面是一個(gè)例子。

const ws = new WeakSet();
const obj = {};
const foo = {};


ws.add(window);
ws.add(obj);


ws.has(window); // true
ws.has(foo);    // false


ws.delete(window);
ws.has(window);    // false

WeakSet 沒(méi)有 size 屬性，沒(méi)有辦法遍歷它的成員。

ws.size // undefined
ws.forEach // undefined


ws.forEach(function(item){ console.log('WeakSet has ' + item)})
// TypeError: undefined is not a function

上面代碼試圖獲取 size 和 forEach 屬性，結(jié)果都不能成功。

WeakSet 不能遍歷，是因?yàn)槌蓡T都是弱引用，隨時(shí)可能消失，遍歷機(jī)制無(wú)法保證成員的存在，很可能剛剛遍歷結(jié)束，成員就取不到了。WeakSet 的一個(gè)用處，是儲(chǔ)存 DOM 節(jié)點(diǎn)，而不用擔(dān)心這些節(jié)點(diǎn)從文檔移除時(shí)，會(huì)引發(fā)內(nèi)存泄漏。

下面是 WeakSet 的另一個(gè)例子。

const foos = new WeakSet()
class Foo {
  constructor() {
    foos.add(this)
  }
  method () {
    if (!foos.has(this)) {
      throw new TypeError('Foo.prototype.method 只能在Foo的實(shí)例上調(diào)用！');
    }
  }
}

上面代碼保證了 Foo 的實(shí)例方法，只能在 Foo 的實(shí)例上調(diào)用。這里使用 WeakSet 的好處是， foos 對(duì)實(shí)例的引用，不會(huì)被計(jì)入內(nèi)存回收機(jī)制，所以刪除實(shí)例的時(shí)候，不用考慮 foos ，也不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存泄漏。

Map

含義和基本用法

JavaScript 的對(duì)象（Object），本質(zhì)上是鍵值對(duì)的集合（Hash 結(jié)構(gòu)），但是傳統(tǒng)上只能用字符串當(dāng)作鍵。這給它的使用帶來(lái)了很大的限制。

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


data[element] = 'metadata';
data['[object HTMLDivElement]'] // "metadata"

上面代碼原意是將一個(gè) DOM 節(jié)點(diǎn)作為對(duì)象 data 的鍵，但是由于對(duì)象只接受字符串作為鍵名，所以 element 被自動(dòng)轉(zhuǎn)為字符串 [object HTMLDivElement] 。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，ES6 提供了 Map 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它類似于對(duì)象，也是鍵值對(duì)的集合，但是“鍵”的范圍不限于字符串，各種類型的值（包括對(duì)象）都可以當(dāng)作鍵。也就是說(shuō)，Object 結(jié)構(gòu)提供了“字符串—值”的對(duì)應(yīng)，Map 結(jié)構(gòu)提供了“值—值”的對(duì)應(yīng)，是一種更完善的 Hash 結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。如果你需要“鍵值對(duì)”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，Map 比 Object 更合適。

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

上面代碼使用 Map 結(jié)構(gòu)的 set 方法，將對(duì)象 o 當(dāng)作 m 的一個(gè)鍵，然后又使用 get 方法讀取這個(gè)鍵，接著使用 delete 方法刪除了這個(gè)鍵。

上面的例子展示了如何向 Map 添加成員。作為構(gòu)造函數(shù)，Map 也可以接受一個(gè)數(shù)組作為參數(shù)。該數(shù)組的成員是一個(gè)個(gè)表示鍵值對(duì)的數(shù)組。

const map = new Map([
  ['name', '張三'],
  ['title', 'Author']
]);


map.size // 2
map.has('name') // true
map.get('name') // "張三"
map.has('title') // true
map.get('title') // "Author"

上面代碼在新建 Map 實(shí)例時(shí)，就指定了兩個(gè)鍵 name 和 title 。

Map 構(gòu)造函數(shù)接受數(shù)組作為參數(shù)，實(shí)際上執(zhí)行的是下面的算法。

const items = [
  ['name', '張三'],
  ['title', 'Author']
];


const map = new Map();


items.forEach(
  ([key, value]) => map.set(key, value)
);

事實(shí)上，不僅僅是數(shù)組，任何具有 Iterator 接口、且每個(gè)成員都是一個(gè)雙元素的數(shù)組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（詳見(jiàn)《Iterator》一章）都可以當(dāng)作 Map 構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)。這就是說(shuō)， Set 和 Map 都可以用來(lái)生成新的 Map。

const set = new Set([
  ['foo', 1],
  ['bar', 2]
]);
const m1 = new Map(set);
m1.get('foo') // 1


const m2 = new Map([['baz', 3]]);
const m3 = new Map(m2);
m3.get('baz') // 3

上面代碼中，我們分別使用Set對(duì)象和Map對(duì)象，當(dāng)作 Map 構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)，結(jié)果都生成了新的 Map 對(duì)象。

如果對(duì)同一個(gè)鍵多次賦值，后面的值將覆蓋前面的值。

const map = new Map();


map
.set(1, 'aaa')
.set(1, 'bbb');


map.get(1) // "bbb"

上面代碼對(duì)鍵 1 連續(xù)賦值兩次，后一次的值覆蓋前一次的值。

如果讀取一個(gè)未知的鍵，則返回 undefined 。

new Map().get('asfddfsasadf')
// undefined

注意，只有對(duì)同一個(gè)對(duì)象的引用，Map 結(jié)構(gòu)才將其視為同一個(gè)鍵。這一點(diǎn)要非常小心。

const map = new Map();


map.set(['a'], 555);
map.get(['a']) // undefined

上面代碼的 set 和 get 方法，表面是針對(duì)同一個(gè)鍵，但實(shí)際上這是兩個(gè)不同的數(shù)組實(shí)例，內(nèi)存地址是不一樣的，因此 get 方法無(wú)法讀取該鍵，返回 undefined 。

同理，同樣的值的兩個(gè)實(shí)例，在 Map 結(jié)構(gòu)中被視為兩個(gè)鍵。

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

上面代碼中，變量 k1 和 k2 的值是一樣的，但是它們?cè)?Map 結(jié)構(gòu)中被視為兩個(gè)鍵。

由上可知，Map 的鍵實(shí)際上是跟內(nèi)存地址綁定的，只要內(nèi)存地址不一樣，就視為兩個(gè)鍵。這就解決了同名屬性碰撞（clash）的問(wèn)題，我們擴(kuò)展別人的庫(kù)的時(shí)候，如果使用對(duì)象作為鍵名，就不用擔(dān)心自己的屬性與原作者的屬性同名。

如果 Map 的鍵是一個(gè)簡(jiǎn)單類型的值（數(shù)字、字符串、布爾值），則只要兩個(gè)值嚴(yán)格相等，Map 將其視為一個(gè)鍵，比如 0 和 -0 就是一個(gè)鍵，布爾值 true 和字符串 true 則是兩個(gè)不同的鍵。另外， undefined 和 null 也是兩個(gè)不同的鍵。雖然 NaN 不嚴(yán)格相等于自身，但 Map 將其視為同一個(gè)鍵。

let map = new Map();


map.set(-0, 123);
map.get(+0) // 123


map.set(true, 1);
map.set('true', 2);
map.get(true) // 1


map.set(undefined, 3);
map.set(null, 4);
map.get(undefined) // 3


map.set(NaN, 123);
map.get(NaN) // 123

實(shí)例的屬性和操作方法

Map 結(jié)構(gòu)的實(shí)例有以下屬性和操作方法。

（1）size 屬性

size 屬性返回 Map 結(jié)構(gòu)的成員總數(shù)。

const map = new Map();
map.set('foo', true);
map.set('bar', false);


map.size // 2

（2）Map.prototype.set(key, value)

set 方法設(shè)置鍵名 key 對(duì)應(yīng)的鍵值為 value ，然后返回整個(gè) Map 結(jié)構(gòu)。如果 key 已經(jīng)有值，則鍵值會(huì)被更新，否則就新生成該鍵。

const m = new Map();


m.set('edition', 6)        // 鍵是字符串
m.set(262, 'standard')     // 鍵是數(shù)值
m.set(undefined, 'nah')    // 鍵是 undefined

set 方法返回的是當(dāng)前的 Map 對(duì)象，因此可以采用鏈?zhǔn)綄懛ā?/p> 

let map = new Map()
  .set(1, 'a')
  .set(2, 'b')
  .set(3, 'c');

（3）Map.prototype.get(key)

get 方法讀取 key 對(duì)應(yīng)的鍵值，如果找不到 key ，返回 undefined 。

const m = new Map();


const hello = function() {console.log('hello');};
m.set(hello, 'Hello ES6!') // 鍵是函數(shù)


m.get(hello)  // Hello ES6!

（4）Map.prototype.has(key)

has 方法返回一個(gè)布爾值，表示某個(gè)鍵是否在當(dāng)前 Map 對(duì)象之中。

const m = new Map();


m.set('edition', 6);
m.set(262, 'standard');
m.set(undefined, 'nah');


m.has('edition')     // true
m.has('years')       // false
m.has(262)           // true
m.has(undefined)     // true

（5）Map.prototype.delete(key)

delete 方法刪除某個(gè)鍵，返回 true 。如果刪除失敗，返回 false 。

const m = new Map();
m.set(undefined, 'nah');
m.has(undefined)     // true


m.delete(undefined)
m.has(undefined)       // false

（6）Map.prototype.clear()

clear 方法清除所有成員，沒(méi)有返回值。

let map = new Map();
map.set('foo', true);
map.set('bar', false);


map.size // 2
map.clear()
map.size // 0

遍歷方法

Map 結(jié)構(gòu)原生提供三個(gè)遍歷器生成函數(shù)和一個(gè)遍歷方法。

  • Map.prototype.keys() ：返回鍵名的遍歷器。
  • Map.prototype.values() ：返回鍵值的遍歷器。
  • Map.prototype.entries() ：返回所有成員的遍歷器。
  • Map.prototype.forEach() ：遍歷 Map 的所有成員。

需要特別注意的是，Map的遍歷順序就是插入順序。

const map = new Map([
  ['F', 'no'],
  ['T',  'yes'],
]);


for (let key of map.keys()) {
  console.log(key);
}
// "F"
// "T"


for (let value of map.values()) {
  console.log(value);
}
// "no"
// "yes"


for (let item of map.entries()) {
  console.log(item[0], item[1]);
}
// "F" "no"
// "T" "yes"


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


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

上面代碼最后的那個(gè)例子，表示 Map 結(jié)構(gòu)的默認(rèn)遍歷器接口（ Symbol.iterator 屬性），就是 entries 方法。

map[Symbol.iterator] === map.entries
// true

Map 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)為數(shù)組結(jié)構(gòu)，比較快速的方法是使用擴(kuò)展運(yùn)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']]

結(jié)合數(shù)組的 map 方法、 filter 方法，可以實(shí)現(xiàn) Map 的遍歷和過(guò)濾（Map 本身沒(méi)有 map 和 filter 方法）。

const map0 = new Map()
  .set(1, 'a')
  .set(2, 'b')
  .set(3, 'c');


const map1 = new Map(
  [...map0].filter(([k, v]) => k < 3)
);
// 產(chǎn)生 Map 結(jié)構(gòu) {1 => 'a', 2 => 'b'}


const map2 = new Map(
  [...map0].map(([k, v]) => [k * 2, '_' + v])
    );
// 產(chǎn)生 Map 結(jié)構(gòu) {2 => '_a', 4 => '_b', 6 => '_c'}

此外，Map 還有一個(gè) forEach 方法，與數(shù)組的 forEach 方法類似，也可以實(shí)現(xiàn)遍歷。

map.forEach(function(value, key, map) {
  console.log("Key: %s, Value: %s", key, value);
});

forEach 方法還可以接受第二個(gè)參數(shù)，用來(lái)綁定 this 。

const reporter = {
  report: function(key, value) {
    console.log("Key: %s, Value: %s", key, value);
  }
};


map.forEach(function(value, key, map) {
  this.report(key, value);
}, reporter);

上面代碼中， forEach 方法的回調(diào)函數(shù)的 this ，就指向 reporter 。

與其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的互相轉(zhuǎn)換

（1）Map 轉(zhuǎn)為數(shù)組

前面已經(jīng)提過(guò)，Map 轉(zhuǎn)為數(shù)組最方便的方法，就是使用擴(kuò)展運(yùn)算符（ ... ）。

const myMap = new Map()
  .set(true, 7)
  .set({foo: 3}, ['abc']);
[...myMap]
// [ [ true, 7 ], [ { foo: 3 }, [ 'abc' ] ] ]

（2）數(shù)組 轉(zhuǎn)為 Map

將數(shù)組傳入 Map 構(gòu)造函數(shù)，就可以轉(zhuǎn)為 Map。

new Map([
  [true, 7],
  [{foo: 3}, ['abc']]
])
// Map {
//   true => 7,
//   Object {foo: 3} => ['abc']
// }

（3）Map 轉(zhuǎn)為對(duì)象

如果所有 Map 的鍵都是字符串，它可以無(wú)損地轉(zhuǎn)為對(duì)象。

function strMapToObj(strMap) {
  let obj = Object.create(null);
  for (let [k,v] of strMap) {
    obj[k] = v;
  }
  return obj;
}


const myMap = new Map()
  .set('yes', true)
  .set('no', false);
strMapToObj(myMap)
// { yes: true, no: false }

如果有非字符串的鍵名，那么這個(gè)鍵名會(huì)被轉(zhuǎn)成字符串，再作為對(duì)象的鍵名。

（4）對(duì)象轉(zhuǎn)為 Map

對(duì)象轉(zhuǎn)為 Map 可以通過(guò) Object.entries() 。

let obj = {"a":1, "b":2};
let map = new Map(Object.entries(obj));

此外，也可以自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)轉(zhuǎn)換函數(shù)。

function objToStrMap(obj) {
  let strMap = new Map();
  for (let k of Object.keys(obj)) {
    strMap.set(k, obj[k]);
  }
  return strMap;
}


objToStrMap({yes: true, no: false})
// Map {"yes" => true, "no" => false}

（5）Map 轉(zhuǎn)為 JSON

Map 轉(zhuǎn)為 JSON 要區(qū)分兩種情況。一種情況是，Map 的鍵名都是字符串，這時(shí)可以選擇轉(zhuǎn)為對(duì)象 JSON。

function strMapToJson(strMap) {
  return JSON.stringify(strMapToObj(strMap));
}


let myMap = new Map().set('yes', true).set('no', false);
strMapToJson(myMap)
// '{"yes":true,"no":false}'

另一種情況是，Map 的鍵名有非字符串，這時(shí)可以選擇轉(zhuǎn)為數(shù)組 JSON。

function mapToArrayJson(map) {
  return JSON.stringify([...map]);
}


let myMap = new Map().set(true, 7).set({foo: 3}, ['abc']);
mapToArrayJson(myMap)
// '[[true,7],[{"foo":3},["abc"]]]'

（6）JSON 轉(zhuǎn)為 Map

JSON 轉(zhuǎn)為 Map，正常情況下，所有鍵名都是字符串。

function jsonToStrMap(jsonStr) {
  return objToStrMap(JSON.parse(jsonStr));
}


jsonToStrMap('{"yes": true, "no": false}')
// Map {'yes' => true, 'no' => false}

但是，有一種特殊情況，整個(gè) JSON 就是一個(gè)數(shù)組，且每個(gè)數(shù)組成員本身，又是一個(gè)有兩個(gè)成員的數(shù)組。這時(shí)，它可以一一對(duì)應(yīng)地轉(zhuǎn)為 Map。這往往是 Map 轉(zhuǎn)為數(shù)組 JSON 的逆操作。

function jsonToMap(jsonStr) {
  return new Map(JSON.parse(jsonStr));
}


jsonToMap('[[true,7],[{"foo":3},["abc"]]]')
// Map {true => 7, Object {foo: 3} => ['abc']}

4. WeakMap

含義

WeakMap 結(jié)構(gòu)與Map結(jié)構(gòu)類似，也是用于生成鍵值對(duì)的集合。

// WeakMap 可以使用 set 方法添加成員
const wm1 = new WeakMap();
const key = {foo: 1};
wm1.set(key, 2);
wm1.get(key) // 2


// WeakMap 也可以接受一個(gè)數(shù)組，
// 作為構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)
const k1 = [1, 2, 3];
const k2 = [4, 5, 6];
const wm2 = new WeakMap([[k1, 'foo'], [k2, 'bar']]);
wm2.get(k2) // "bar"

WeakMap 與 Map 的區(qū)別有兩點(diǎn)。

首先， WeakMap 只接受對(duì)象作為鍵名（ null 除外），不接受其他類型的值作為鍵名。

const map = new WeakMap();
map.set(1, 2)
// TypeError: 1 is not an object!
map.set(Symbol(), 2)
// TypeError: Invalid value used as weak map key
map.set(null, 2)
// TypeError: Invalid value used as weak map key

上面代碼中，如果將數(shù)值 1 和 Symbol 值作為 WeakMap 的鍵名，都會(huì)報(bào)錯(cuò)。

其次， WeakMap 的鍵名所指向的對(duì)象，不計(jì)入垃圾回收機(jī)制。

WeakMap 的設(shè)計(jì)目的在于，有時(shí)我們想在某個(gè)對(duì)象上面存放一些數(shù)據(jù)，但是這會(huì)形成對(duì)于這個(gè)對(duì)象的引用。請(qǐng)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'],
];

上面代碼中， e1 和 e2 是兩個(gè)對(duì)象，我們通過(guò) arr 數(shù)組對(duì)這兩個(gè)對(duì)象添加一些文字說(shuō)明。這就形成了 arr 對(duì) e1 和 e2 的引用。

一旦不再需要這兩個(gè)對(duì)象，我們就必須手動(dòng)刪除這個(gè)引用，否則垃圾回收機(jī)制就不會(huì)釋放 e1 和 e2 占用的內(nèi)存。

// 不需要 e1 和 e2 的時(shí)候
// 必須手動(dòng)刪除引用
arr [0] = null;
arr [1] = null;

上面這樣的寫法顯然很不方便。一旦忘了寫，就會(huì)造成內(nèi)存泄露。

WeakMap 就是為了解決這個(gè)問(wèn)題而誕生的，它的鍵名所引用的對(duì)象都是弱引用，即垃圾回收機(jī)制不將該引用考慮在內(nèi)。因此，只要所引用的對(duì)象的其他引用都被清除，垃圾回收機(jī)制就會(huì)釋放該對(duì)象所占用的內(nèi)存。也就是說(shuō)，一旦不再需要，WeakMap 里面的鍵名對(duì)象和所對(duì)應(yīng)的鍵值對(duì)會(huì)自動(dòng)消失，不用手動(dòng)刪除引用。

基本上，如果你要往對(duì)象上添加數(shù)據(jù)，又不想干擾垃圾回收機(jī)制，就可以使用 WeakMap。一個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景是，在網(wǎng)頁(yè)的 DOM 元素上添加數(shù)據(jù)，就可以使用 WeakMap 結(jié)構(gòu)。當(dāng)該 DOM 元素被清除，其所對(duì)應(yīng)的 WeakMap 記錄就會(huì)自動(dòng)被移除。

const wm = new WeakMap();


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


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

上面代碼中，先新建一個(gè) Weakmap 實(shí)例。然后，將一個(gè) DOM 節(jié)點(diǎn)作為鍵名存入該實(shí)例，并將一些附加信息作為鍵值，一起存放在 WeakMap 里面。這時(shí)，WeakMap 里面對(duì) element 的引用就是弱引用，不會(huì)被計(jì)入垃圾回收機(jī)制。

也就是說(shuō)，上面的 DOM 節(jié)點(diǎn)對(duì)象的引用計(jì)數(shù)是 1 ，而不是 2 。這時(shí)，一旦消除對(duì)該節(jié)點(diǎn)的引用，它占用的內(nèi)存就會(huì)被垃圾回收機(jī)制釋放。Weakmap 保存的這個(gè)鍵值對(duì)，也會(huì)自動(dòng)消失。

總之， WeakMap 的專用場(chǎng)合就是，它的鍵所對(duì)應(yīng)的對(duì)象，可能會(huì)在將來(lái)消失。 WeakMap 結(jié)構(gòu)有助于防止內(nèi)存泄漏。

注意，WeakMap 弱引用的只是鍵名，而不是鍵值。鍵值依然是正常引用。

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


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

上面代碼中，鍵值 obj 是正常引用。所以，即使在 WeakMap 外部消除了 obj 的引用，WeakMap 內(nèi)部的引用依然存在。

WeakMap 的語(yǔ)法

WeakMap 與 Map 在 API 上的區(qū)別主要是兩個(gè)，一是沒(méi)有遍歷操作（即沒(méi)有 keys() 、 values() 和 entries() 方法），也沒(méi)有 size屬性。因?yàn)闆](méi)有辦法列出所有鍵名，某個(gè)鍵名是否存在完全不可預(yù)測(cè)，跟垃圾回收機(jī)制是否運(yùn)行相關(guān)。這一刻可以取到鍵名，下一刻垃圾回收機(jī)制突然運(yùn)行了，這個(gè)鍵名就沒(méi)了，為了防止出現(xiàn)不確定性，就統(tǒng)一規(guī)定不能取到鍵名。二是無(wú)法清空，即不支持 clear 方法。因此， WeakMap 只有四個(gè)方法可用： get() 、 set() 、 has() 、 delete() 。

const wm = new WeakMap();


// size、forEach、clear 方法都不存在
wm.size // undefined
wm.forEach // undefined
wm.clear // undefined

WeakMap 的用途

前文說(shuō)過(guò)，WeakMap應(yīng)用的典型場(chǎng)合就是DOM 節(jié)點(diǎn)作為鍵名。下面是一個(gè)例子。

let myWeakmap = new WeakMap();


myWeakmap.set(
  document.getElementById('logo'),
  {timesClicked: 0})
;


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

上面代碼中， document.getElementById('logo') 是一個(gè) DOM 節(jié)點(diǎn)，每當(dāng)發(fā)生 click 事件，就更新一下狀態(tài)。我們將這個(gè)狀態(tài)作為鍵值放在 WeakMap 里，對(duì)應(yīng)的鍵名就是這個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)象。一旦這個(gè) DOM 節(jié)點(diǎn)刪除，該狀態(tài)就會(huì)自動(dòng)消失，不存在內(nèi)存泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

WeakMap 的另一個(gè)用處是部署私有屬性。

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


class Countdown {
  constructor(counter, action) {
    _counter.set(this, counter);
    _action.set(this, action);
  }
  dec() {
    let counter = _counter.get(this);
    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

上面代碼中， Countdown 類的兩個(gè)內(nèi)部屬性 _counter 和 _action ，是實(shí)例的弱引用，所以如果刪除實(shí)例，它們也就隨之消失，不會(huì)造成內(nèi)存泄漏。

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