ES6 --（9）set和map数据结构

2019-11-12:

学习内容：set和map数据结构

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一、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。类似python中的集合（set）

使用演示1：

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

2: Set函数可以接受一个数组（或者具有 iterable 接口的其他数据结构）作为参数，用来初始化。

// 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

 

用途1：去除数组重复成员或字符串里面的重复字符

// 去除数组的重复成员
[...new Set(array)]

　　注意：向 Set 加入值的时候，不会发生类型转换，所以5和"5"是两个不同的值。Set 内部判断两个值是否不同，NaN会认为等于自身。两个对象总是不相等的。

Set 实例的属性和方法

Set 结构的实例有以下属性。

• 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。

Set 实例的方法分为两大类：操作方法（用于操作数据）和遍历方法（用于遍历成员）。下面先介绍四个操作方法。

• 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。

Set 结构的实例有四个遍历方法，可以用于遍历成员。

• 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

　　需要特别指出的是，Set的遍历顺序就是插入顺序。这个特性有时非常有用，比如使用 Set 保存一个回调函数列表，调用时就能保证按照添加顺序调用。

 

扩展运算符（...）内部使用for...of循环，所以也可以用于 Set 结构：

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

 

用途2: 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}

 

应用中的问题1：

　　如果想在遍历操作中，同步改变原来的 Set 结构，目前没有直接的方法，但有两种变通方法。一种是利用原 Set 结构映射（map）出一个新的结构，然后赋值给原来的 Set 结构；另一种是利用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

 

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二、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。

　　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。

　　由于上面这个特点，WeakSet 的成员是不适合引用的，因为它会随时消失。另外，由于 WeakSet 内部有多少个成员，取决于垃圾回收机制有没有运行，运行前后很可能成员个数是不一样的，而垃圾回收机制何时运行是不可预测的，因此 ES6 规定 WeakSet 不可遍历。

　　特点同样适用于本章后面要介绍的 WeakMap 结构。

 

与set的区别：

　　（1）没有clear方法；（2）没有size属性； （3）没有遍历，所以没有那四个遍历方法。

 

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三、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。这给它的使用带来了很大的限制。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。

　　作为构造函数，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"

　　不仅仅是数组，任何具有 Iterator 接口、且每个成员都是一个双元素的数组的数据结构（详见《Iterator》一章）都可以当作Map构造函数的参数。这就是说，Set和Map都可以用来生成新的 Map。

 

　　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。

　　如果 Map 的键是一个简单类型的值（数字、字符串、布尔值），则只要两个值严格相等，Map 将其视为一个键，比如0和-0就是一个键，布尔值true和字符串true则是两个不同的键。另外，undefined和null也是两个不同的键。虽然NaN不严格相等于自身，但 Map 将其视为同一个键。

 

实例的属性和操作方法：

Map 结构的实例有以下属性和操作方法。

（1）size 属性

　　size属性返回 Map 结构的成员总数。

（2）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。

（3）Map.prototype.get(key)

　　get方法读取key对应的键值，如果找不到key，返回undefined。

（4）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。

（5）Map.prototype.delete(key)

　　delete方法删除某个键，返回true。如果删除失败，返回false。

（6）Map.prototype.clear()

　　clear方法清除所有成员，没有返回值。

 

遍历方法：遍历的顺序就是插入的顺序

Map 结构原生提供三个遍历器生成函数和一个遍历方法。

• 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forEach方法，与数组的forEach方法类似，也可以实现遍历。forEach方法还可以接受第二个参数，用来绑定this

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


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);

 

与其他数据结构的互相转换

（1）Map 转为数组

　　Map 转为数组最方便的方法，就是使用扩展运算符（...）。

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']]

（2）数组 转为 Map

　　将数组传入 Map 构造函数，就可以转为 Map。

（3）Map 转为对象

　　如果所有 Map 的键都是字符串，它可以无损地转为对象。如果有非字符串的键名，那么这个键名会被转成字符串，再作为对象的键名。

🌟（4）Map 转为 JSON

　　Map 转为 JSON 要区分两种情况。一种情况是，Map 的键名都是字符串，这时可以选择转为对象 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}'

　　另一种情况是，Map 的键名有非字符串，这时可以选择转为数组 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 转为 Map

　　JSON 转为 Map，正常情况下，所有键名都是字符串。

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

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

　　但是，有一种特殊情况，整个 JSON 就是一个数组，且每个数组成员本身，又是一个有两个成员的数组。这时，它可以一一对应地转为 Map。这往往是 Map 转为数组 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']}

 

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四、WeakMap：

（1）WeakMap与Map的区别有两点：

　　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。

　　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。

// 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。最后必须删除，不然会引起内存泄漏：WeakMap可以避免

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


// 不需要 e1 和 e2 的时候
// 必须手动删除引用
arr [0] = null;
arr [1] = null;

　　注意，WeakMap 弱引用的只是键名，而不是键值。键值依然是正常引用。

 

（2）WeakMap 与 Map 在 API 上的区别主要是两个：

　　一是没有遍历操作（即没有keys()、values()和entries()方法），也没有size属性。因为没有办法列出所有键名，某个键名是否存在完全不可预测，跟垃圾回收机制是否运行相关。

　　二是无法清空，即不支持clear方法。

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