ECMAScript 6 Set和Map数据结构 |
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SetWeakSetMapWeakMapSet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。 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。 上面代码中，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)]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。Set内部判断两个值是否不同，使用的算法叫做“Same-value 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。 let set = new Set(); let a = NaN; let b = NaN; set.add(a); set.add(b); set // Set {NaN}上面代码向Set实例添加了两个NaN，但是只能加入一个。这表明，在Set内部，两个NaN是相等。 另外，两个对象总是不相等的。 let set = new Set(); set.add({}); set.size // 1 set.add({}); set.size // 2上面代码表示，由于两个空对象不相等，所以它们被视为两个值。 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下面是一个对比，看看在判断是否包括一个键上面，Object结构和Set结构的写法不同。 // 对象的写法 var properties = { 'width': 1, 'height': 1 }; if (properties[someName]) { // do something } // Set的写法 var properties = new Set(); properties.add('width'); properties.add('height'); if (properties.has(someName)) { // do something }Array.from方法可以将Set结构转为数组。 var items = new Set([1, 2, 3, 4, 5]); var 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] 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。 （1）keys()，values()，entries() key方法、value方法、entries方法返回的都是遍历器对象（详见《Iterator对象》一章）。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。 let set = new Set(['red', 'green', 'blue']); for (let item of set.keys()) { console.log(item); } // red // green // blue 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"]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（2）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。 （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。 let set = new Set(['red', 'green', 'blue']); let arr = [...set]; // ['red', 'green', 'blue']扩展运算符和Set结构相结合，就可以去除数组的重复成员。 let arr = [3, 5, 2, 2, 5, 5]; let unique = [...new Set(arr)]; // [3, 5, 2]而且，数组的map和filter方法也可以用于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} // 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，目前没有直接的方法，但有两种变通方法。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上面代码提供了两种方法，直接在遍历操作中改变原来的Set结构。 WeakSetWeakSet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。 var b = [3, 4]; var ws = new WeakSet(b); // Uncaught TypeError: Invalid value used in weak set(…)上面代码中，数组b的成员不是对象，加入WeaKSet就会报错。 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。下面是一个例子。 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); ws.has(window); // falseWeakSet没有size属性，没有办法遍历它的成员。 ws.size // undefined ws.forEach // undefined ws.forEach(function(item){ console.log('WeakSet has ' + item)}) // TypeError: undefined is not a function上面代码试图获取size和forEach属性，结果都不能成功。 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。 下面是WeakSet的另一个例子。 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。 MapMap结构的目的和基本用法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。 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。 作为构造函数，Map也可以接受一个数组作为参数。该数组的成员是一个个表示键值对的数组。 var map = new Map([ ['name', '张三'], ['title', 'Author'] ]); map.size // 2 map.has('name') // true map.get('name') // "张三" map.has('title') // true map.get('title') // "Author"上面代码在新建Map实例时，就指定了两个键name和title。 Map构造函数接受数组作为参数，实际上执行的是下面的算法。 var items = [ ['name', '张三'], ['title', 'Author'] ]; var map = new Map(); items.forEach(([key, value]) => map.set(key, value));下面的例子中，字符串true和布尔值true是两个不同的键。 var m = new Map([ [true, 'foo'], ['true', 'bar'] ]); m.get(true) // 'foo' m.get('true') // 'bar'如果对同一个键多次赋值，后面的值将覆盖前面的值。 let map = new Map(); map .set(1, 'aaa') .set(1, 'bbb'); map.get(1) // "bbb"上面代码对键1连续赋值两次，后一次的值覆盖前一次的值。 如果读取一个未知的键，则返回undefined。 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。 var 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。 同理，同样的值的两个实例，在Map结构中被视为两个键。 var map = new Map(); var k1 = ['a']; var k2 = ['a']; map .set(k1, 111) .set(k2, 222); map.get(k1) // 111 map.get(k2) // 222上面代码中，变量k1和k2的值是一样的，但是它们在Map结构中被视为两个键。 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，包括0和-0。另外，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(NaN, 123); map.get(NaN) // 123 map.set(-0, 123); map.get(+0) // 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。 let map = new Map(); map.set('foo', true); map.set('bar', false); map.size // 2（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undefinedset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');（3）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!（4）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（5）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（6）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。 下面是使用实例。 let 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); } // 等同于使用map.entries() for (let [key, value] of map) { console.log(key, value); }上面代码最后的那个例子，表示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 // trueMap结构转为数组结构，比较快速的方法是结合使用扩展运算符（...）。 let 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）。 let map0 = new Map() .set(1, 'a') .set(2, 'b') .set(3, 'c'); let map1 = new Map( [...map0].filter(([k, v]) => k 'a', 2 => 'b'} let 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。 var reporter = { report: function(key, value) { console.log("Key: %s, Value: %s", key, value); } }; map.forEach(function(value, key, map) { this.report(key, value); }, reporter);上面代码中，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 前面已经提过，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' ] ] ]（2）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']}（3）Map转为对象 如果所有Map的键都是字符串，它可以转为对象。 function strMapToObj(strMap) { let obj = Object.create(null); for (let [k,v] of strMap) { obj[k] = v; } return obj; } let myMap = new Map().set('yes', true).set('no', false); strMapToObj(myMap) // { yes: true, no: false }（4）对象转为Map function objToStrMap(obj) { let strMap = new Map(); for (let k of Object.keys(obj)) { strMap.set(k, obj[k]); } return strMap; } objToStrMap({yes: true, no: false}) // [ [ 'yes', true ], [ 'no', false ] ]（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。 function strMapToJson(strMap) { return JSON.stringify(strMapToObj(strMap)); } let myMap = new Map().set('yes', true).set('no', false); strMapToJson(myMap) // '{"yes":true,"no":false}'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。 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"]]]'（6）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}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。这往往是数组转为JSON的逆操作。 function jsonToMap(jsonStr) { return new Map(JSON.parse(jsonStr)); } jsonToMap('[[true,7],[{"foo":3},["abc"]]]') // Map {true => 7, Object {foo: 3} => ['abc']} WeakMapWeakMap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。 下面是WeakMap结构的一个例子，可以看到用法上与Map几乎一样。 var wm = new WeakMap(); var element = document.querySelector(".element"); wm.set(element, "Original"); wm.get(element) // "Original" element.parentNode.removeChild(element); element = null; wm.get(element) // undefined上面代码中，变量wm是一个WeakMap实例，我们将一个DOM节点element作为键名，然后销毁这个节点，element对应的键就自动消失了，再引用这个键名就返回undefined。 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key()、values()和entries()方法），也没有size属性；二是无法清空，即不支持clear方法。这与WeakMap的键不被计入引用、被垃圾回收机制忽略有关。因此，WeakMap只有四个方法可用：get()、set()、has()、delete()。 var wm = new WeakMap(); wm.size // undefined wm.forEach // undefined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 myElement = document.getElementById('logo'); let myWeakmap = new WeakMap(); myWeakmap.set(myElement, {timesClicked: 0}); myElement.addEventListener('click', function() { let logoData = myWeakmap.get(myElement); logoData.timesClicked++; myWeakmap.set(myElement, logoData); }, false);上面代码中，myElement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myElement。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。 let _counter = new WeakMap(); let _action = new WeakMap(); class Countdown { constructor(counter, action) { _counter.set(this, counter); _action.set(this, action); } dec() { let counter = _counter.get(this); if (counter 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。 |
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