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第 4 题:介绍下 Set、Map、WeakSet 和 WeakMap 的区别?

集合(Set)

ES6 新增的一种新的数据结构,类似于数组,但成员是唯一且无序的,没有重复的值。

Set 本身是一种构造函数,用来生成 Set 数据结构。

js
const s = new Set()
[1, 2, 3, 4, 3, 2, 1].forEach(x => s.add(x))

for (let i of s) {
    console.log(i)	// 1 2 3 4
}

// 去重数组的重复对象
let arr = [1, 2, 3, 2, 1, 1]
[... new Set(arr)]	// [1, 2, 3]

Set 对象允许你储存任何类型的唯一值,无论是原始值或者是对象引用。

Set 加入值的时候,不会发生类型转换,所以 5"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-zero 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。

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

let set1 = new Set();
set1.add(5);
set1.add("5");
console.log([...set1]); // [5, "5"]

实例属性

  1. constructor: 构造函数
  2. size:元素数量
js
let set = new Set([1, 2, 3, 2, 1]);

console.log(set.length); // undefined
console.log(set.size); // 3

实例方法

  1. add(value):新增,相当于 array 里的 push
  2. delete(value):存在即删除集合中 value
  3. has(value):判断集合中是否存在 value
  4. clear():清空集合
js
let set = new Set();
set.add(1).add(2).add(1);

set.has(1); // true
set.has(3); // false
set.delete(1);
set.has(1); // false

遍历方法

  1. keys():返回一个包含集合中所有键的迭代器
  2. values():返回一个包含集合中所有值得迭代器
  3. entries():返回一个包含 Set 对象中所有元素得键值对迭代器
  4. forEach(callbackFn, thisArg):用于对集合成员执行 callbackFn 操作,如果提供了 thisArg 参数,回调中的 this 会是这个参数,没有返回值
js
let set = new Set([1, 2, 3]);
console.log(set.keys()); // SetIterator {1, 2, 3}
console.log(set.values()); // SetIterator {1, 2, 3}
console.log(set.entries()); // SetIterator {1, 2, 3}

for (let item of set.keys()) {
  console.log(item);
} // 1	2	 3
for (let item of set.entries()) {
  console.log(item);
} // [1, 1]	[2, 2]	[3, 3]

set.forEach((value, key) => {
  console.log(key + " : " + value);
}); // 1 : 1	2 : 2	3 : 3
console.log([...set]); // [1, 2, 3]

Set 可默认遍历,默认迭代器生成函数是 values() 方法

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

所以, Set 可以使用 mapfilter 方法

js
let set = new Set([1, 2, 3]);
set = new Set([...set].map((item) => item * 2));
console.log([...set]); // [2, 4, 6]

set = new Set([...set].filter((item) => item >= 4));
console.log([...set]); //[4, 6]

因此,Set 很容易实现交集(Intersect)、并集(Union)、差集(Difference

js
let set1 = new Set([1, 2, 3]);
let set2 = new Set([4, 3, 2]);

let intersect = new Set([...set1].filter((value) => set2.has(value)));
let union = new Set([...set1, ...set2]);
let difference = new Set([...set1].filter((value) => !set2.has(value)));

console.log(intersect); // Set {2, 3}
console.log(union); // Set {1, 2, 3, 4}
console.log(difference); // Set {1}

WeakSet

WeakSet 对象允许你将弱引用对象储存在一个集合中

WeakSetSet 的区别:

  1. WeakSet 只能储存对象引用,不能存放值,而 Set 对象都可以
  2. WeakSet 对象中储存的对象值都是被弱引用的,即垃圾回收机制不考虑 WeakSet 对该对象的应用,如果没有其他的变量或属性引用这个对象值,则这个对象将会被垃圾回收掉(不考虑该对象还存在于 WeakSet中),所以,WeakSet 对象里有多少个成员元素,取决于垃圾回收机制有没有运行,运行前后成员个数可能不一致,遍历结束之后,有的成员可能取不到了(被垃圾回收了),WeakSet 对象是无法被遍历的(ES6 规定 WeakSet 不可遍历),也没有办法拿到它包含的所有元素

实例属性

  1. constructor:构造函数,任何一个具有 Iterable 接口的对象,都可以作参数
js
const arr = [
  [1, 2],
  [3, 4],
];
const weakset = new WeakSet(arr);
console.log(weakset);

实例方法

  1. add(value):在 WeakSet 对象中添加一个元素 value
  2. has(value):判断 WeakSet 对象中是否包含 value
  3. delete(value):删除元素 value
js
var ws = new WeakSet();
var obj = {};
var foo = {};

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

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

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

字典(Map)

MapSet 的区别

  1. 共同点:集合、字典 可以储存不重复的值
  2. 不同点:集合 是以 [value, value] 的形式储存元素,字典 是以 [key, value] 的形式储存
js
const m = new Map();
const o = { p: "haha" };
m.set(o, "content");
m.get(o); // content

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

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都可以当作 Map 构造函数的参数,例如:

js
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

如果读取一个未知的键,则返回 undefined

js
new Map().get("asfddfsasadf");
// 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。

js
const map = new Map();

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

上面代码的 setget 方法,表面是针对同一个键,但实际上这是两个值,内存地址是不一样的,因此 get 方法无法读取该键,返回 undefined

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,比如 0-0 就是一个键,布尔值 true 和字符串 true 则是两个不同的键。另外,undefinednull 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。

js
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

实例属性

  1. constructor:构造函数
  2. size:返回字典中所包含的元素个数
js
const map = new Map([
  ["name", "An"],
  ["des", "JS"],
]);

map.size; // 2

实例方法

  1. set(key, value):向字典中添加新元素
  2. get(key):通过键查找特定的数值并返回
  3. has(key):判断字典中是否存在键 key
  4. delete(key):通过键 key 从字典中移除对应的数据
  5. clear():将这个字典中的所有元素删除

遍历方法

  1. Keys():将字典中包含的所有键名以迭代器形式返回
  2. values():将字典中包含的所有数值以迭代器形式返回
  3. entries():返回所有成员的迭代器
  4. forEach():遍历字典的所有成员
js
const map = new Map([
  ["name", "An"],
  ["des", "JS"],
]);
console.log(map.entries()); // MapIterator {"name" => "An", "des" => "JS"}
console.log(map.keys()); // MapIterator {"name", "des"}

Map 结构的默认遍历器接口(Symbol.iterator 属性),就是 entries 方法。

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

Map 结构转为数组结构,比较快速的方法是使用扩展运算符(...)。 对于 forEach ,看一个例子

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

let map = new Map([
  ["name", "An"],
  ["des", "JS"],
]);
map.forEach(function (value, key, map) {
  this.report(key, value);
}, reporter);
// Key: name, Value: An
// Key: des, Value: JS

在这个例子中, forEach 方法的回调函数的 this,就指向 reporter

与其他数据结构的相互转换

  1. MapArray
js
const map = new Map([
  [1, 1],
  [2, 2],
  [3, 3],
]);
console.log([...map]); // [[1, 1], [2, 2], [3, 3]]
  1. ArrayMap
js
const map = new Map([
  [1, 1],
  [2, 2],
  [3, 3],
]);
console.log(map); // Map {1 => 1, 2 => 2, 3 => 3}
  1. MapObject

因为 Object 的键名都为字符串,而 Map 的键名为对象,所以转换的时候会把非字符串键名转换为字符串键名。

js
function mapToObj(map) {
  let obj = Object.create(null);
  for (let [key, value] of map) {
    obj[key] = value;
  }
  return obj;
}
const map = new Map().set("name", "An").set("des", "JS");
mapToObj(map); // {name: "An", des: "JS"}
  1. ObjectMap
js
function objToMap(obj) {
  let map = new Map();
  for (let key of Object.keys(obj)) {
    map.set(key, obj[key]);
  }
  return map;
}

objToMap({ name: "An", des: "JS" }); // Map {"name" => "An", "des" => "JS"}
  1. MapJSON
js
function mapToJson(map) {
  return JSON.stringify([...map]);
}

let map = new Map().set("name", "An").set("des", "JS");
mapToJson(map); // [["name","An"],["des","JS"]]
  1. JSONMap
js
function jsonToStrMap(jsonStr) {
  return objToMap(JSON.parse(jsonStr));
}

jsonToStrMap('{"name": "An", "des": "JS"}'); // Map {"name" => "An", "des" => "JS"}

WeakMap

WeakMap 对象是一组键值对的集合,其中的键是弱引用对象,而值可以是任意。

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。

WeakMap 中,每个键对自己所引用对象的引用都是弱引用,在没有其他引用和该键引用同一对象,这个对象将会被垃圾回收(相应的 key 则变成无效的),所以,WeakMapkey 是不可枚举的。

实例属性

  1. constructor:构造函数

实例方法

  1. has(key):判断是否有 key 关联对象
  2. get(key):返回 key 关联对象(没有则则返回 undefined
  3. set(key):设置一组 key 关联对象
  4. delete(key):移除 key 的关联对象
js
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
);

总结

Set

  1. 成员唯一、无序且不重复
  2. [value, value],键值与键名是一致的(或者说只有键值,没有键名)
  3. 可以遍历,方法有:adddeletehas

WeakSet

  1. 成员都是对象
  2. 成员都是弱引用,可以被垃圾回收机制回收,可以用来保存 DOM 节点,不容易造成内存泄漏
  3. 不能遍历,方法有adddeletehas

Map

  1. 本质上是键值对的集合,类似集合
  2. 可以遍历,方法很多可以跟各种数据格式转换

WeakMap

  1. 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
  2. 键名是弱引用,键值可以是任意的,键名所指向的对象可以被垃圾回收,此时键名是无效的
  3. 不能遍历,方法有getsethasdelete

拓展

  1. ObjectSet
js
// Object
const properties1 = {
  width: 1,
  height: 1,
};
console.log(properties1["width"] ? true : false); // true

// Set
const properties2 = new Set();
properties2.add("width");
properties2.add("height");
console.log(properties2.has("width")); // true
  1. ObjectMap

JS 中的对象(Object),本质上是键值对的集合(hash 结构)

js
const data = {};
const element = document.getElementsByClassName("App");

data[element] = "metadata";
console.log(data["[object HTMLCollection]"]); // "metadata"