ECMAScript6笔记：Set和Map数据结构

迈不过友情╰ 2022-07-15 10:56 283阅读 0赞

## 1、Set ##

**基本用法**

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。

Set本身是一个构造函数，用来生成Set数据结构。

var s = new Set();
    
    [2, 3, 5, 4, 5, 2, 2].map(x => s.add(x));
    //map() 方法返回一个由原数组中的每个元素调用一个指定方法后的返回值组成的新数组。
    
    for (let i of s) { console.log(i); }
    // 2 3 5 4
    
    上面代码通过add方法向Set结构加入成员，结果表明Set结构不会添加重复的值。

Set函数可以接受一个数组（或类似数组的对象）作为参数，用来初始化。

// 例一
    var set = new Set([1, 2, 3, 4, 4]);
    [...set]
    // [1, 2, 3, 4]
    
    // 例二
    var items = new Set([1, 2, 3, 4, 5, 5, 5, 5]);
    items.size // 5
    
    // 例三
    function divs () { return [...document.querySelectorAll('div')]; } var set = new Set(divs());
    set.size // 56
    
    // 类似于
    divs().forEach(div => set.add(div));
    set.size // 56

上面代码中，例一和例二都是Set函数接受数组作为参数，例三是接受类似数组的对象作为参数。

上面代码中，也展示了一种去除数组重复成员的方法。

// 去除数组的重复成员
    [...new Set(array)]

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，使用的算法叫做“Same-value equality”，它类似于精确相等运算符（===），主要的区别是NaN等于自身，而精确相等运算符认为NaN不等于自身。

另外，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。

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

下面是一个对比，看看在判断是否包括一个键上面，Object结构和Set结构的写法不同。

// 对象的写法
    var properties = {
      'width': 1,
      'height': 1
    };
    
    if (properties[someName]) {
      // do something
    }
    
    // Set的写法
    var properties = new Set();
    
    properties.add('width');
    properties.add('height');
    
    if (properties.has(someName)) {
      // do something
    }

Array.from方法可以将Set结构转为数组。

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

这就提供了去除数组重复成员的另一种方法。

function dedupe(array) { 
      return Array.from(new Set(array));
    }
    
    dedupe([1, 1, 2, 3]) // [1, 2, 3]

**遍历操作**

Set结构的实例有四个遍历方法，可以用于遍历成员。

keys()：返回键名的遍历器 values()：返回键值的遍历器 entries()：返回键值对的遍历器 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。

（1）keys()，values()，entries()

key方法、value方法、entries方法返回的都是遍历器对象。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key方法和value方法的行为完全一致。

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。

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

这意味着，可以省略values方法，直接用for…of循环遍历Set。

let set = new Set(['red', 'green', 'blue']);
    
    for (let x of set) {
      console.log(x);
    }
    // red
    // green
    // blue

（2）forEach()

Set结构的实例的forEach方法，用于对每个成员执行某种操作，没有返回值。

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

上面代码说明，forEach方法的参数就是一个处理函数。该函数的参数依次为键值、键名、集合本身（上例省略了该参数）。另外，forEach方法还可以有第二个参数，表示绑定的this对象。

（3）遍历的应用

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']

扩展运算符和Set结构相结合，就可以去除数组的重复成员。

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

而且，数组的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结构：{ 2, 4, 6} let set = new Set([1, 2, 3, 4, 5]);
    set = new Set([...set].filter(x => (x % 2) == 0));
    // 返回Set结构：{ 2, 4}

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

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
    
    上面代码提供了两种方法，直接在遍历操作中改变原来的Set结构。

## 2、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。这个特点意味着，无法引用WeakSet的成员，因此WeakSet是不可遍历的。

WeakSet是一个构造函数，可以使用new命令，创建WeakSet数据结构。

var ws = new WeakSet();

作为构造函数，WeakSet可以接受一个数组或类似数组的对象作为参数。（实际上，任何具有iterable接口的对象，都可以作为WeakSet的参数。）该数组的所有成员，都会自动成为WeakSet实例对象的成员。

var a = [[1,2], [3,4]];
    var ws = new WeakSet(a);

上面代码中，a是一个数组，它有两个成员，也都是数组。将a作为WeakSet构造函数的参数，a的成员会自动成为WeakSet的成员。

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。

WeakSet结构有以下三个方法。

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。

WeakSet没有size属性，没有办法遍历它的成员。

WeakSet不能遍历，是因为成员都是弱引用，随时可能消失，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。

## 3、Map ##

**Map结构的目的和基本用法**

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。

var data = {};
    var element = document.getElementById('myDiv');
    
    data[element] = 'metadata';
    data['[object HTMLDivElement]'] // "metadata"

上面代码原意是将一个DOM节点作为对象data的键，但是由于对象只接受字符串作为键名，所以element被自动转为字符串\[object HTMLDivElement\]。

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。

var m = new Map();
    var o = {p: 'Hello World'};
    
    m.set(o, 'content')
    m.get(o) // "content"
    
    m.has(o) // true
    m.delete(o) // true
    m.has(o) // false

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。

var 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"

下面的例子中，字符串true和布尔值true是两个不同的键。

var m = new Map([
      [true, 'foo'],
      ['true', 'bar']
    ]);
    
    m.get(true) // 'foo'
    m.get('true') // 'bar'

如果对同一个键多次赋值，后面的值将覆盖前面的值。

如果读取一个未知的键，则返回undefined。

注意，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。

同理，同样的值的两个实例，在Map结构中被视为两个键。

var map = new Map();
    
    var k1 = ['a'];
    var k2 = ['a'];
    
    map
    .set(k1, 111)
    .set(k2, 222);
    
    map.get(k1) // 111
    map.get(k2) // 222

上面代码中，变量k1和k2的值是一样的，但是它们在Map结构中被视为两个键。

由上可知，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，包括0和-0。另外，虽然NaN不严格相等于自身，但Map将其视为同一个键。

let map = new Map();
    
    map.set(NaN, 123);
    map.get(NaN) // 123
    
    map.set(-0, 123);
    map.get(+0) // 123

**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）set(key, value)

set方法设置key所对应的键值，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Map本身，因此可以采用链式写法。

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

（3）get(key)

get方法读取key对应的键值，如果找不到key，返回undefined。

（4）has(key)

has方法返回一个布尔值，表示某个键是否在Map数据结构中。

（5）delete(key)

delete方法删除某个键，返回true。如果删除失败，返回false。

（6）clear()

clear方法清除所有成员，没有返回值。

**遍历方法**

Map原生提供三个遍历器生成函数和一个遍历方法。

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

需要特别注意的是，Map的遍历顺序就是插入顺序。

Map结构转为数组结构，比较快速的方法是结合使用扩展运算符（…）。

let 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']]

结合数组的map方法、filter方法，可以实现Map的遍历和过滤（Map本身没有map和filter方法）。

let map0 = new Map()
      .set(1, 'a')
      .set(2, 'b')
      .set(3, 'c');
    
    let map1 = new Map(
      [...map0].filter(([k, v]) => k < 3) ); // 产生Map结构 {1 => 'a', 2 => 'b'}
    
    let map2 = new Map(
      [...map0].map(([k, v]) => [k * 2, '_' + v]) ); // 产生Map结构 {2 => '_a', 4 => '_b', 6 => '_c'}

此外，Map还有一个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。

上面代码中，forEach方法的回调函数的this，就指向reporter。

**与其他数据结构的互相转换**

（1）Map转为数组

前面已经提过，Map转为数组最方便的方法，就是使用扩展运算符（…）。

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

（2）数组转为Map

将数组转入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，它可以转为对象。

（4）对象转为Map

（5）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。这往往是数组转为JSON的逆操作。

## 4、WeakMap ##

WeakMap结构与Map结构基本类似，唯一的区别是它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，而且键名所指向的对象，不计入垃圾回收机制。

WeakMap的设计目的在于，键名是对象的弱引用（垃圾回收机制不将该引用考虑在内），所以其所对应的对象可能会被自动回收。当对象被回收后，WeakMap自动移除对应的键值对。典型应用是，一个对应DOM元素的WeakMap结构，当某个DOM元素被清除，其所对应的WeakMap记录就会自动被移除。基本上，WeakMap的专用场合就是，它的键所对应的对象，可能会在将来消失。WeakMap结构有助于防止内存泄漏。

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key()、values()和entries()方法），也没有size属性；二是无法清空，即不支持clear方法。这与WeakMap的键不被计入引用、被垃圾回收机制忽略有关。因此，WeakMap只有四个方法可用：get()、set()、has()、delete()。

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++;
      myWeakmap.set(myElement, logoData);
    }, false);

WeakMap的另一个用处是部署私有属性。

上面代码中，Countdown类的两个内部属性\_counter和\_action，是实例的弱引用，所以如果删除实例，它们也就随之消失，不会造成内存泄漏。