Set、Map、WeakSet和WeakMap的区别

Set 和 Map 的主要应用场景在于 数据重组数据储存

Set 是一种叫做集合的数据结构, Map 是一种叫做字典的数据结构。

集合(Set)

ES6 新增的一种新的的数据结构,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,用于生成Set数据结构。

new Set([iterable])

举个例子:

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, 4, 3, 4, 1, 5]
console.log([...new Set(arr)])      // [1, 2, 3, 4, 5]

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。

向Set加入值得时候,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-zero equality",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。

let s1 = new Set()
s1.add(5)            // Set{5}
s1.add('5')          // Set{5, '5'}

let s2 = new Set()
let a = NaN
s2.add(a)            // Set{NaN}
let b = NaN
s2.add(b)            // Set{NaN}
  • Set 实例属性

    • constructor:构造函数
    • size: 元素数量
    let s = new Set([1, 2, 3])
    console.log(s.length)       // undefined
    console.log(s.size)         // 3
    
  • Set 实例方法

    • 操作方法

      • add: 新增,相当于array里的push
      • delete: 存在即删除集合中的value
      • has: 判断集合中是否存在value
      • clear: 清空集合
      let s = new Set()
      s.add(1).add(2).add(1)     // Set{1, 2}
      
      s.has(1)                   // true
      s.has(3)                   // false
      s.delete(1) 
      s.has(1)                   // false
      s.clean()                  // Set{}
      

      Set结构可以利用 Array.from 或者 扩展运算符 转化为数组

      let s = new Set([1, 2, 3])
      // Array.from
      let arr = Array.from(s)
      console.log(arr)            // [1, 2, 3]
      // 扩展运算符
      console.log([...s])         // [1, 2, 3]
      
    • 遍历方法(遍历顺序为插入顺序)

      • keys(): 返回一个包含集合中所有键的迭代器
      • values():返回一个包含集合中所有值的迭代器
      • entries(): 返回一个包含Set对象中所有元素
      • forEach(callback, 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,回调中的this会是这个参数,没有返回值
      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())          // SerIterator {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(`${key}:${val}`)    // 1:1   2:2  3:3    
      })
       
      

      Set可默认遍历,默认迭代器生成函数是values()方法

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

      所以,Set可以使用map、filter方法

      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)

      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

WeakSet 与 Set 的区别:

  • WeakSet 只能储存对象引用,不能存放值,而 Set 对象都可以

  • WeakSet 对象中储存的对象值都是被弱引用的,则这个对象将会被垃圾回收掉(不考虑该对象还存放于 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

  • 属性:

    • constructor: 构造函数,任何一个具有 Iterable 接口的对象,都可以作为参数
  • 方法:

    • add(value): 在 WeakSet 对象中添加一个元素value
    • has(value): 判断WeakSet 对象中是否包含value
    • delete(value): 删除元素value
    let ws = new WeakSet()
    let obj = {}
    let foo = {}
    
    ws.add(window)
    ws.add(obj)
    
    ws.has(window)      // true
    ws.has(foo)         // false
    
    ws.delete(window)   // true
    ws.delete(window)   // false
    

字典(Map)

Map 对象保存键值对。任何值(对象或者原始值) 都可以作为一个键或一个值。

Objects 和 Maps 类似的是,它们都允许你按键存取一个值、删除键、检测一个键是否绑定了值。因此(并且也没有其他内建的替代方式了)过去我们一直都把对象当成 Maps 使用。不过 Maps 和 Objects 有一些重要的区别,在下列情况里使用 Map 会是更好的选择:

  • 一个Object的键只能是字符串或者 Symbols,但一个 Map 的键可以是任意值,包括函数、对象、基本类型。
  • Map 中的键值是有序的,而添加到对象中的键则不是。因此,当对它进行遍历时,Map 对象是按插入的顺序返回键值。
  • 你可以通过 size 属性直接获取一个 Map 的键值对个数,而 Object 的键值对个数只能手动计算。
  • Map 可直接进行迭代,而 Object 的迭代需要先获取它的键数组,然后再进行迭代。
  • Object 都有自己的原型,原型链上的键名有可能和你自己在对象上的设置的键名产生冲突。虽然 ES5 开始可以用 map = Object.create(null) 来创建一个没有原型的对象,但是这种用法不太常见。
  • Map 在涉及频繁增删键值对的场景下会有些性能优势。

集合 与 字典 的区别:

  • 共同点:集合、字典 可以储存不重复的值
  • 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
const map = new Map()
const obj = { p: 'haha' }

map.set(obj, 'content')
map.get(obj)                // content

map.has(obj)                // true
map.delete(obj)             // true
map.has(obj)                // 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

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

如果是读取一个未知的值,则返回 undefined

new Map().get('aaaa')       // 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。

const map = new Map()

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

上面代码的set和get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。

    let map = new Map()
    
    map.set(-0, 123)
    map.get(+0)                 // 123
    
    map.set(true, 123)
    map.set('true', 333)
    map.get(true)               // 123
    
    map.set(undefined, 3);
    map.set(null, 4);
    map.get(undefined)          // 3
    
    map.set(NaN, 123);
    map.get(NaN)                // 123

Map 的属性及方法

  • 属性:

    • constructor: 构造函数

    • size: 返回字典中所包含的元素个数

        const map = new Map([
            ['a', '1'],
            ['b', '2']
        ])
        console.log(map.size)   // 2
    
  • 操作方法:

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

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

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

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

    与其他数据结构的相互转换

    • Map 转 Array
    const map = new Map([[1, 1], [2, 2], [3, 3]])
    console.log([...map])                    // [[1, 1], [2, 2], [3, 3]]
    
    • Array 转 Map
    const map = new Map([[1, 1], [2, 2], [3, 3]])
    console.log(map)                         // Map {1 => 1, 2 => 2, 3 => 3}
    
    • Map 转 Object

      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。

    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"}
    
    • Object 转 Map
    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"}
    
    • Map 转 JSON
    function mapToJson(map) {
        return JSON.stringify([...map])
    }
    
    let map = new Map().set('name', 'An').set('des', 'JS')
    mapToJson(map)                              // [["name","An"],["des","JS"]]
    
    • JSON 转 Map
    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,WeakMap 的 key 是不可枚举的。

  • 属性:

    • constructor: 构造函数
  • 方法:

    • has(key):判断是否有 key 关联对象
    • get(key):返回key关联对象(没有则则返回 undefined)
    • set(key):设置一组key关联对象
    • delete(key):移除 key 的关联对象
    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

    • 成员唯一、无序且不重复
    • [value, value],键值与键名是一致的(或者说只有键值,没有键名)
    • 可以遍历,方法有:add、delete、has
  • WeakSet

    • 成员都是对象
    • 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
    • 不能遍历,方法有add、delete、has
  • Map

    • 本质上是键值对的集合,类似集合
    • 可以遍历,方法很多可以跟各种数据格式转换
  • 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
    • 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
    • 不能遍历,方法有get、set、has、delete
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