ES6之Set和Map數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)深入學(xué)習(xí)

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,沒有重復(fù)的值。
Set本身是一個(gè)構(gòu)造函數(shù),用來生成Set數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

const sss = new Set();

[2,3,4,5,6,2,3,4].forEach(x=>sss.add(x));

for(let i of sss){
console.log(i)
}
 2
 3
 4
 5
 6

上面代碼通過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),用來初始化。

//例子一
const set = new Set([1,2,3,4,4]);
[...set]
//[1,2,3,4]

//例子二
const items = new Set([1,2,3,4,5,5,5,5]);
items.size //5

//例子三
function divs(){
    return [...document.querySelectorAll('div')]
}

const set = new Set(divs());
set.size //56

//類似于
divs().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)。

上面代碼中,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)]

向Set加入值,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)值是否相等,使用的算法叫做 "Same-value equality",它類似于精確相等運(yùn)算符(===),主要的區(qū)別是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)例添加了兩個(gè)NaN,但是只能加入一個(gè),這表明,在Set內(nèi)部,兩個(gè)NaN是相等。

另外,兩個(gè)對(duì)象總是不相等的。

let set = new Set();
undefined
set.add({});
Set(1) {{…}}
set.add({});
Set(2) {{…}, {…}}

添加對(duì)象直接添加成功,由于兩個(gè)空對(duì)象不相等,所以他們被視為兩個(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(用于便利成員)。下面介紹四種操作方法。

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

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('witdh');
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。

  • keys():返回鍵名的遍歷器
  • values():返回鍵值的遍歷器
  • entries():返回鍵值對(duì)的遍歷器
  • 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)特別有用,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,由于Set結(jié)構(gòu)沒有鍵名,只有鍵值(或者說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 (lex x of set){
    console.log(x);
}

(2) forEach()
Set結(jié)構(gòu)的實(shí)例的forEach方法,鳙魚對(duì)每個(gè)成員執(zhí)行某種操作,沒有返回值。

let set = new Set([1,2,3]);
set.forEach((value,key) => console.log(value*2))
//2
//4
//6

上面代碼說明,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)依次為鍵值、鍵名、集合本身(上例省略了該參數(shù))。另外,forEach方法還可以有第二個(gè)參數(shù),表示綁定的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]

擴(kuò)展運(yùn)算符合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)];

而且數(shù)組的map和filter方法也可以用于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}

//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)瓉淼腟et結(jié)構(gòu),目前沒有直接的辦法,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),然后賦值給原來的Set結(jié)構(gòu);另一種是利用Arrray.from方法。

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

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

上面代碼提供了兩種方法,直接在遍歷操作中改變?cè)瓉淼腟et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 wx = new WeakSet();
wx.add(1);
VM140:1 Uncaught TypeError: Invalid value used in weak set
    at WeakSet.add (native)
    at <anonymous>:1:4
(anonymous) @ VM140:1
wx.add(Symbol());
VM190:1 Uncaught TypeError: Invalid value used in weak set
    at WeakSet.add (native)
    at <anonymous>:1:4

上面代碼試圖向WeakSet添加一個(gè)數(shù)值和Symbol值,因?yàn)閃eakSet只能放置對(duì)象,所以報(bào)錯(cuò)了!

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,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);
VM622:1 Uncaught TypeError: Invalid value used in weak set
    at WeakSet.add (native)
    at new WeakSet (native)
    at <anonymous>:1:12

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,標(biāo)識(shí)某個(gè)值是否存在WeakSet實(shí)例之中。
const ws = new WeakSet();
const obj = {};
const foo = {};

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

ws.has(window); //true
ws.has(obj); //true

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

WeakSet沒有size屬性,沒有辦法遍歷它的成員。

ws.size
VM973:1 Uncaught ReferenceError: ws is not defined
    at <anonymous>:1:1
    
ws.forEach
VM1008:1 Uncaught ReferenceError: ws is not defined
    at <anonymous>:1:1
(anonymous) @ VM1008:1

上面代碼試圖獲取size和forEach屬性,結(jié)構(gòu)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。

3.Map

含義和基本用法

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

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data的鍵,但是因?yàn)閷?duì)象的鍵名只能是字符串,所以就把對(duì)象element自動(dòng)轉(zhuǎn)為字符串[object HTMLDivElement].

為了解決這個(gè)問題,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'范圍不限于字符串,各種類型的值(包括對(duì)象)都可以當(dāng)做鍵。也就是說,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),就制定了兩個(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)行的是下面的書法。

const items = [['name','zhangsan'],['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)都可以當(dāng)作Map構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)。這就是說,Set和Map都可以用來生成新的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)鍵連續(xù)賦值了兩次,后一次的值覆蓋前一次的值。
如果讀取一個(gè)未知的值,則返回undefined。

new Map().get('dddddd'); //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)值,內(nèi)存地址是不一樣的,因此get方法無法讀取該值,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)贛ap結(jié)構(gòu)中被視為兩個(gè)鍵。

由此可知,Map的鍵實(shí)際上是更內(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)的問題,我們擴(kuò)展別人的庫,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)不同的值,另外undefined和null也是兩個(gè)不同的值,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(1) {0 => 123}
map.get(0);
123

map.set(true,1);
Map(2) {0 => 123, true => 1}
map.set('true',2);
Map(3) {0 => 123, true => 1, "true" => 2}
map.get(true);
1

map.set(undefined,3);
Map(4) {0 => 123, true => 1, "true" => 2, undefined => 3}
map.set(null,4);
Map(5) {0 => 123, true => 1, "true" => 2, undefined => 3, null => 4}
map.get(undefined);
3

map.set(NaN,123);
Map(6) {0 => 123, true => 1, "true" => 2, undefined => 3, null => 4, …}
map.get(NaN)
123

實(shí)際的屬性和操作方法

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) 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),所以可以采用鏈?zhǔn)浇Y(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(222,'standard'); //鍵是數(shù)值
m.set(undefined,'nah'); //鍵是undefined

(3) 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) has(key)
has方法返回一個(gè)布爾值,標(biāo)識(shí)某個(gè)鍵是否在當(dāng)前Map對(duì)象值中。

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) 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) clear()

clear方法清除所有成員,沒有返回值。

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。

  • keys():返回鍵名的遍歷器
  • values():返回鍵值的遍歷器
  • entries():返回所有成員的遍歷器
  • 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),比較快速的方法就是使用擴(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map方法,filter方法,可以實(shí)現(xiàn)Map的遍歷和過濾(Map本身沒有map和filter方法).

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

forEach方法可以接受第二個(gè)函數(shù),用來綁定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,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)

(4) 對(duì)象轉(zhuǎn)為Map

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})

(5) Map轉(zhuǎn)為JSON

Map轉(zhuǎn)為JSON要區(qū)分兩種情況,一中情況是,Map的鍵名都是字符串,這時(shí)可以選擇轉(zhuǎn)為對(duì)象JSON

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

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)兩個(gè)成員的數(shù)組,這時(shí),它可以---對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)為Map.這往往是數(shù)組轉(zhuǎn)為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arr數(shù)組對(duì)這兩個(gè)對(duì)象添加一些文字說明,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,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,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的語法

WeakMap 與 Map 在 API 上的區(qū)別主要是兩個(gè),一是沒有遍歷操作(即沒有key()、values()和entries()方法),也沒有size屬性。因?yàn)闆]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的實(shí)例

WeakMap 的例子很難演示,因?yàn)闊o法觀察它里面的引用會(huì)自動(dòng)消失。此時(shí),其他引用都解除了,已經(jīng)沒有引用指向 WeakMap 的鍵名了,導(dǎo)致無法證實(shí)那個(gè)鍵名是不是存在。

賀師俊老師提示,如果引用所指向的值占用特別多的內(nèi)存,就可以通過 Node 的process.memoryUsage方法看出來。根據(jù)這個(gè)思路,網(wǎng)友vtxf補(bǔ)充了下面的例子。

首先,打開 Node 命令行。

$ node --expose-gc

上面代碼中,--expose-gc參數(shù)表示允許手動(dòng)執(zhí)行垃圾回收機(jī)制。

然后,執(zhí)行下面的代碼。

// 手動(dòng)執(zhí)行一次垃圾回收,保證獲取的內(nèi)存使用狀態(tài)準(zhǔn)確
> global.gc();
undefined

// 查看內(nèi)存占用的初始狀態(tài),heapUsed 為 4M 左右
> process.memoryUsage();
{ rss: 21106688,
  heapTotal: 7376896,
  heapUsed: 4153936,
  external: 9059 }

> let wm = new WeakMap();
undefined

// 新建一個(gè)變量 key,指向一個(gè) 5*1024*1024 的數(shù)組
> let key = new Array(5*1024*1024);
undefined

// 設(shè)置 WeakMap 實(shí)例的鍵名,也指向 key 數(shù)組
// 這時(shí),key 數(shù)組的引用計(jì)數(shù)為 2,
// 變量 key 引用一次,WeakMap 的鍵名引用第二次
> wm.set(key,1);
WeakMap {}

> global.gc();
undefined

// 這時(shí)內(nèi)存占用 heapUsed 增加到 45M 了
> process.memoryUsage();
{ rss: 67538944,
  heapTotal: 7376896,
  heapUsed: 45782816,
  external: 8945 }

// 清除變量 key 對(duì)數(shù)組的引用,
// 但沒有手動(dòng)清除 WeakMap 實(shí)例的鍵名對(duì)數(shù)組的引用
> key = null;
null

// 再次執(zhí)行垃圾回收
> global.gc();
undefined

// 內(nèi)存占用 heapUsed 變回 4M 左右,
// 可以看到 WeakMap 的鍵名引用沒有阻止 gc 對(duì)內(nèi)存的回收
> process.memoryUsage();
{ rss: 20639744,
  heapTotal: 8425472,
  heapUsed: 3979792,
  external: 8956 }

上面代碼中,只要外部的引用消失,WeakMap 內(nèi)部的引用,就會(huì)自動(dòng)被垃圾回收清除。由此可見,有了 WeakMap 的幫助,解決內(nèi)存泄漏就會(huì)簡(jiǎn)單很多。


WeakMap的用途

前文說過,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 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);

上面代碼中,myElement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myElement。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。

學(xué)習(xí)文章:Set和Map數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
如果大家看過上面的文章,就知道我是抄錄的,為了更好的理解!

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