Set、Map、WeakSet、WeakMap详细介绍

引言

Set、Map、WeakSet和WeakMap是ES6引入的新的数据结构，它们在处理数据时具有不同的特性和用途。本文将详细介绍它们的用法、特性、区别、优缺点以及使用场景和注意事项，并给出相应的代码示例。

一、Set

Set是一种类似于数组的数据结构，它存储唯一值，不允许重复。可以使用add()、delete()和has()方法来操作集合中的元素。Set中的值是无序的，可以通过迭代器进行遍历。

优点

• 快速查找元素是否存在。
• 去重。

缺点

• 不能直接通过索引访问元素。

使用场景

去重：可以使用Set来快速去除数组中的重复元素。

判断元素是否存在：可以使用Set来判断某个元素是否存在于集合中。

// 去重
const arr = [1, 2, 3, 3, 4, 5, 5];
const uniqueSet = new Set(arr);
console.log([...uniqueSet]); // [1, 2, 3, 4, 5]
// 判断元素是否存在
const set = new Set([1, 2, 3]);
console.log(set.has(2)); // true
console.log(set.has(4)); // false

二、Map

Map是一种键值对存储数据的数据结构，类似于对象。每个键对应一个值。可以使用set()、get()、delete()和has()等方法来操作键值对。

优点

• 可以使用任何类型作为键。
• 提供了丰富的方法来操作键值对。

缺点

• 相对于对象，Map的性能稍差。

使用场景

存储和查找数据：可以使用Map来存储和查找数据，键值对的形式更加直观和灵活。

// 存储和查找数据
const map = new Map();
map.set('name', 'John');
map.set('age', 30);
console.log(map.get('name')); // John
// 遍历键值对
for (let [key, value] of map) {
 console.log(key + ' = ' + value);
}

三、WeakSet

WeakSet是一种特殊的Set，它只能存储对象，并且对象是弱引用关联的。WeakSet中存储的对象是弱引用关联的，即如果没有其他引用指向该对象，则该对象会被垃圾回收。WeakSet没有迭代器，不能遍历其中的元素。

优点

• 不会造成内存泄漏：由于WeakSet中存储的对象是弱引用关联的，不会阻止被引用对象被垃圾回收。

缺点

• 功能较弱：由于无法遍历和获取大小等限制，功能相对有限。

使用场景

存储临时数据：可以使用WeakSet来存储临时数据，不用担心内存泄漏的问题。

// 存储临时数据
let obj1 = { name: 'John' };
let obj2 = { name: 'Jane' };
const weakSet = new WeakSet([obj1, obj2]);
// 注意：WeakSet没有迭代器，不能遍历其中的元素

四、WeakMap

WeakMap是一种特殊的Map，它只能使用对象作为键，并且键是弱引用关联的。WeakMap中使用的对象作为键是弱引用关联的，即如果没有其他引用指向该对象，则该对象会被垃圾回收。WeakMap没有迭代器，不能遍历其中的键值对。

优点

• 不会造成内存泄漏：由于WeakMap中使用的对象作为键是弱引用关联的，不会阻止被引用对象被垃圾回收。

缺点

• 功能较弱：由于无法遍历和获取大小等限制，功能相对有限。

使用场景

存储私有数据：可以使用WeakMap来存储私有数据，只有拥有对应的键才能访问到私有数据。

// 存储私有数据
let privateData = new WeakMap()
class Person {
  constructor(name) {
    privateData.set(this, { name })
  }
  getName() {
    return privateData.get(this).name
  }
}
let person = new Person("John")
console.log(person.getName()) // John
// 注意：WeakMap没有迭代器，不能遍历其中的键值对

总结

通过以上代码示例，我们可以看到Set、Map、WeakSet和WeakMap的用法和特性。

在Set和Map中，如果一个对象被添加到集合中，即使在其他地方不再引用该对象，它仍然会被集合保留，不会被垃圾回收机制回收。这可能导致内存泄漏，特别是在长时间运行的应用程序中。

而在WeakSet和WeakMap中，存储的对象是弱引用关联的。这意味着如果一个对象只有在WeakSet或WeakMap中存在引用，并且没有其他地方引用它，那么该对象将被垃圾回收机制自动回收。这样可以有效地避免内存泄漏问题。

另外，由于弱引用关联的特性，WeakSet和WeakMap没有提供像Set和Map那样的迭代器方法来遍历元素。也没有size属性来获取元素个数。这是为了确保不会干扰垃圾回收机制对对象的处理。

因此，当需要存储临时数据或私有数据，并且希望避免内存泄漏时，使用WeakSet和WeakMap是更合适的选择。它们提供了一种轻量级、安全且不会造成内存泄漏的数据存储方式。