ES6 Set和Map数据结构

喜欢ヅ旅行 2021-06-24 16:12 404阅读 0赞

# 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。  
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));
    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。  
在Set内部，两个NaN是相等。  
另外，两个对象总是不相等的。  
下面代码表示，由于两个空对象不相等，所以它们被视为两个值。

let set = new Set();
    set.add({});
    set.size // 1
    set.add({});
    set.size // 2

# 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。

上面这些属性和方法的实例如下。

s.add(1).add(2).add(2);
    // 注意2被加入了两次
    s.size // 2
    s.has(1) // true
    s.has(2) // true
    s.has(3) // false
    s.delete(2);
    s.has(2) // false

# 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。

### 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。

上面代码中，entries方法返回的遍历器，同时包括键名和键值，所以每次输出一个数组，它的两个成员完全相等。  
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

### 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。

# 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。

var ws = new WeakSet();
    ws.add(1)
    // TypeError: Invalid value used in weak set
    ws.add(Symbol())
    // TypeError: invalid value used in weak set

上面代码试图向WeakSet添加一个数值和Symbol值，结果报错，因为WeakSet只能放置对象。  
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。

# 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。

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

上面代码使用set方法，将对象o当作m的一个键，然后又使用get方法读取这个键，接着使用delete方法删除了这个键。

# 实例的属性和操作方法 #

### size属性 ###

size属性返回Map结构的成员总数。

let map = new Map();
    map.set('foo', true);
    map.set('bar', false);
    map.size // 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。

var m = new Map();
    m.set("edition", 6)        // 键是字符串
    m.set(262, "standard")     // 键是数值
    m.set(undefined, "nah")    // 键是undefined

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');

### get(key) ###

get方法读取key对应的键值，如果找不到key，返回undefined。

var m = new Map();
    var hello = function() {console.log("hello");}
    m.set(hello, "Hello ES6!") // 键是函数
    m.get(hello)  // Hello ES6!

### 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。

var 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

### delete(key) ###

delete方法删除某个键，返回true。如果删除失败，返回false。

var m = new Map();
    m.set(undefined, "nah");
    m.has(undefined)     // true
    m.delete(undefined)
    m.has(undefined)       // false

### clear() ###

clear方法清除所有成员，没有返回值。

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。

# 与其他数据结构的互相转换 #

### 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（…）。

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

### 数组转为Map ###

将数组转入Map构造函数，就可以转为Map。

new Map([[true, 7], [{foo: 3}, ['abc']]])
    // Map {true => 7, Object {foo: 3} => ['abc']}

### Map转为对象 ###

如果所有Map的键都是字符串，它可以转为对象。

### 对象转为Map ###

### 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}'

# 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}

# 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。

var 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

上面代码中，如果将1和Symbol作为WeakMap的键名，都会报错。  
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。