ES6 Set 与 Map 数据结构

概述

	Set	Map
def	集合：是由一堆无序的、相关联的，且不重复的内存结构	字典：是一些元素的集合。每个元素有一个称作key?的域，不同元素的key?各不相同
共同点	集合、字典都可以存储不重复的值
不同	集合是以[值，值]的形式存储元素，字典是以[键，值]的形式存储
方法	size,add,delete,has,clear清除所有,keys,values,entries()//返回键值对，forEach	size,set(key,values),get,has,delete,clear，keys,values,entries()//返回键值对，forEach
	WeakSet：没有遍历操作的API,没有size属性,成员只能是引用类型	WeakMap：没有遍历操作的API，没有clear清空方法，只接受对象作为键名（null除外）

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。

const s = new Set();
[2, 3, 5, 4, 5, 2, 2].forEach(x => s.add(x));
for (let i of s) {
  console.log(i);
}
// 2 3 5 4

Set 函数可以接受一个数组（或者具有 iterable 接口的其他数据结构）作为参数，用来初始化。

// 例一
const set = new Set([1, 2, 3, 4, 4]);
[...set]
// [1, 2, 3, 4]
// 例二
const items = new Set([1, 2, 3, 4, 5, 5, 5, 5]);
items.size // 5

上面代码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)]

也可以用于，去除字符串里面的重复字符。

[...new Set('ababbc')].join('')
// "abc"

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。

向 Set 加入值时认为 NaN 等于自身。两个对象总是不相等的。

let set = new Set();
let a = NaN;
let b = NaN;
set.add(a);
set.add(b);
set // Set {NaN}
//Set 实例添加了两次 NaN ，但是只会加入一个。这表明，在 Set 内部，两个 NaN 是相等的。

set.add({});
set.size // 1
set.add({});
set.size // 2
//由于两个空对象不相等，所以它们被视为两个值。

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。

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

Array.from 方法可以将 Set 结构转为数组。

const items = new Set([1, 2, 3, 4, 5]);
const 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]

//之前的方法
// 去除数组的重复成员
[...new Set(array)]

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。

• Set.prototype.keys() ：返回键名的遍历器
• Set.prototype.values() ：返回键值的遍历器
• Set.prototype.entries() ：返回键值对的遍历器
• Set.prototype.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()

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keys方法和?values方法的行为完全一致。

let set = new Set(['red', 'green', 'blue']);
for (let item of set.keys()) {
  console.log(item);
}
for (let item of set.values()) {
  console.log(item);
}
// red
// green
// blue
for (let item of set.entries()) {
  console.log(item);
}
// ["red", "red"]
// ["green", "green"]
// ["blue", "blue"]

for (let x of set) {
  console.log(x);
}
// red
// green
// blue

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。这意味着，可以省略values方法，直接用?for...of?循环遍历 Set。

（2） forEach()

Set 结构的实例与数组一样，也拥有?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, 4, 9]);
set.forEach((value, key) => console.log(key + ' : ' + value))
// 1 : 1
// 4 : 4
// 9 : 9

（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。

结合... ，数组的map?和?filter?方法也可以间接用于 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）。

let a = new Set([1, 2, 3]);
let b = new Set([4, 3, 2]);
// 并集
let union = new Set([...a, ...b]);
// Set {1, 2, 3, 4}
// 交集
let intersect = new Set([...a].filter(x => b.has(x)));
// set {2, 3}
// （a 相对于 b 的）差集
let difference = new Set([...a].filter(x => !b.has(x)));
// Set {1}

如果想在遍历操作中，同步改变原来的 Set 结构，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

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。

• WeakSet 的成员只能是对象
• 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，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。

这是因为垃圾回收机制依赖引用计数，如果一个值的引用次数不为 0 ，垃圾回收机制就不会释放这块内存。

结束使用该值之后，有时会忘记取消引用，导致内存无法释放，进而可能会引发内存泄漏。

WeakSet 里面的引用，都不计入垃圾回收机制，所以就不存在这个问题。因此，WeakSet 适合临时存放一组对象，以及存放跟对象绑定的信息。只要这些对象在外部消失，它在 WeakSet 里面的引用就会自动消失。

由于上面这个特点，WeakSet 的成员是不适合引用的，因为它会随时消失。另外，由于 WeakSet 内部有多少个成员，取决于垃圾回收机制有没有运行，运行前后很可能成员个数是不一样的，而垃圾回收机制何时运行是不可预测的，因此 ES6 规定 WeakSet 不可遍历。

这些特点同样适用于本章后面要介绍的 WeakMap 结构。

语法

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

const 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。

// [1,2]和[3,4]都可以遍历
const a = [[1, 2], [3, 4]];
const ws = new WeakSet(a);
// WeakSet {[1, 2], [3, 4]}

//数组 b 的成员不是对象
const b = [3, 4];
const ws = new WeakSet(b);
// Uncaught TypeError: Invalid value used in weak set(…)

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。

const foos = new WeakSet()
class Foo {
  constructor() {
    foos.add(this)
  }
  method () {
    if (!foos.has(this)) {
      throw new TypeError('Foo.prototype.method 只能在Foo的实例上调用！');
    }
  }
}

上面代码保证了 Foo 的实例方法，只能在 Foo 的实例上调用。这里使用 WeakSet 的好处是， foos 对实例的引用，不会被计入内存回收机制，所以删除实例的时候，不用考虑 foos ，也不会出现内存泄漏。

3. Map

含义和基本用法

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。

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.

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。这就是说， Set 和 Map 都可以用来生成新的 Map。

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

如果对同一个键多次赋值，后面的值将覆盖前面的值。

map
.set(1, 'aaa')
.set(1, 'bbb');
map.get(1) // "bbb"

如果读取一个未知的键，则返回 undefined 。

只有对同一个对象的引用，Map 结构才将其视为同一个键。

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，但实际上这是两个不同的数组实例，内存地址是不一样的，因此 get 方法无法读取该键，返回 undefined 。

同理，同样的值的两个实例，在 Map 结构中被视为两个键。

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

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。

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。

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）Map.prototype.set(key, value)

set 方法设置键名 key 对应的键值为 value ，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。可以采用链式写法。

（3）Map.prototype.get(key)

get 方法读取 key 对应的键值，如果找不到 key ，返回 undefined 。

（4）Map.prototype.has(key)

has 方法返回一个布尔值，表示某个键是否在当前 Map 对象之中。

（5）Map.prototype.delete(key)

delete 方法删除某个键，返回 true 。如果删除失败，返回 false 。

（6）Map.prototype.clear()

clear 方法清除所有成员，没有返回值。

遍历方法

Map 结构原生提供三个遍历器生成函数和一个遍历方法。

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

const map = new Map([
  ['F', 'no'],
  ['T',  'yes'],
]);
for (let key of map.keys()) {
  console.log(key);
}
// "F"
// "T"
for (let value of map.values()) {
  console.log(value);
}
// "no"
// "yes"
for (let item of map.entries()) {
  console.log(item[0], item[1]);
}
// "F" "no"
// "T" "yes"
// 或者
for (let [key, value] of map.entries()) {
  console.log(key, value);
}
// "F" "no"
// "T" "yes"
// 等同于使用map.entries()
for (let [key, value] of map) {
  console.log(key, value);
}
// "F" "no"
// "T" "yes"

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

Map 结构转为数组结构，比较快速的方法是使用扩展运算符（ ... ）。

const 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）。

const map0 = new Map()
  .set(1, 'a')
  .set(2, 'b')
  .set(3, 'c');
const map1 = new Map(
  [...map0].filter(([k, v]) => k < 3)
);
// 产生 Map 结构 {1 => 'a', 2 => 'b'}

const 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。

map.forEach(function(value, key, map) {
  console.log("Key: %s, Value: %s", key, value);
});

forEach 方法还可以接受第二个参数，用来绑定 this 。

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

Map 转为数组最方便的方法，就是使用扩展运算符（ ... ）

（2）数组 转为 Map

将数组传入 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，它可以无损地转为对象。如果有非字符串的键名，那么这个键名会被转成字符串，再作为对象的键名。

（4）对象转为 Map

对象转为 Map 可以通过 Object.entries() 。

（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。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。

（6）JSON 转为 Map

JSON 转为 Map，正常情况下，所有键名都是字符串。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 Map 转为数组 JSON 的逆操作。

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

//数组 转为 Map
new Map([
  [true, 7],
  [{foo: 3}, ['abc']]
])

//Map转为对象
function strMapToObj(strMap) {
  let obj = Object.create(null);
  for (let [k,v] of strMap) {
    obj[k] = v;
  }
  return obj;
}
const myMap = new Map()
  .set('yes', true)
  .set('no', false);
strMapToObj(myMap)
// { yes: true, no: false }

//对象转为Map
let obj = {"a":1, "b":2};
let map = new Map(Object.entries(obj));

//Map转为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}'

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"]]]'

//json转Map
function jsonToStrMap(jsonStr) {
  return objToStrMap(JSON.parse(jsonStr));
}
jsonToStrMap('{"yes": true, "no": false}')
// Map {'yes' => true, 'no' => false}

function jsonToMap(jsonStr) {
  return new Map(JSON.parse(jsonStr));
}
jsonToMap('[[true,7],[{"foo":3},["abc"]]]')
// Map {true => 7, Object {foo: 3} => ['abc']}

4. WeakMap

含义

WeakMap?结构与Map结构类似，也是用于生成键值对的集合。

WeakMap 与 Map 的区别有两点。

• 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。
• WeakMap 的键名所指向的对象，不计入垃圾回收机制。

只要所引用的对象的其他引用都被清除，垃圾回收机制就会释放该对象所占用的内存。也就是说，一旦不再需要，WeakMap 里面的键名对象和所对应的键值对会自动消失，不用手动删除引用。

基本上，如果你要往对象上添加数据，又不想干扰垃圾回收机制，就可以使用 WeakMap。一个典型应用场景是，在网页的 DOM 元素上添加数据，就可以使用 WeakMap 结构。当该 DOM 元素被清除，其所对应的 WeakMap 记录就会自动被移除。

const wm = new WeakMap();
const element = document.getElementById('example');
wm.set(element, 'some information');
wm.get(element) // "some information"

总之， 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 弱引用的只是键名，而不是键值。键值依然是正常引用。

WeakMap 的语法

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 keys() 、 values() 和 entries() 方法），也没有?size属性。二是不支持 clear 方法

WeakMap 只有四个方法可用： get() 、 set() 、 has() 、 delete() 。

WeakMap 的用途

前文说过，WeakMap应用的典型场合就是DOM 节点作为键名。下面是一个例子

let myWeakmap = new WeakMap();
myWeakmap.set(
  document.getElementById('logo'),
  {timesClicked: 0})
;
document.getElementById('logo').addEventListener('click', function() {
  let logoData = myWeakmap.get(document.getElementById('logo'));
  logoData.timesClicked++;
}, false);

//上面代码中， document.getElementById('logo') 是一个 DOM 节点，每当发生 click 事件，就更新一下状态。我们将这个状态作为键值放在 WeakMap 里，对应的键名就是这个节点对象。一旦这个 DOM 节点删除，该状态就会自动消失，不存在内存泄漏风险。

WeakMap 的另一个用处是部署私有属性。

const _counter = new WeakMap();
const _action = new WeakMap();
class Countdown {
  constructor(counter, action) {
    _counter.set(this, counter);
    _action.set(this, action);
  }
  dec() {
    let counter = _counter.get(this);
    if (counter < 1) return;
    counter--;
    _counter.set(this, counter);
    if (counter === 0) {
      _action.get(this)();
    }
  }
}
const c = new Countdown(2, () => console.log('DONE'));
c.dec()
c.dec()
// DONE

//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。