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# Set 和 Map 数据结构
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## Set
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### 基本用法
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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。
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`Set`本身是一个构造函数，用来生成 Set 数据结构。
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```javascript
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const s = new Set();
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[2, 3, 5, 4, 5, 2, 2].forEach(x => s.add(x));
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for (let i of s) {
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console.log(i);
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}
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// 2 3 5 4
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```
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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。
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`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。
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```javascript
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// 例一
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const set = new Set([1, 2, 3, 4, 4]);
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[...set]
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// [1, 2, 3, 4]
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// 例二
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const items = new Set([1, 2, 3, 4, 5, 5, 5, 5]);
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items.size // 5
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// 例三
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const set = new Set(document.querySelectorAll('div'));
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set.size // 56
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// 类似于
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const set = new Set();
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document
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.querySelectorAll('div')
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.forEach(div => set.add(div));
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set.size // 56
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```
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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。
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上面代码也展示了一种去除数组重复成员的方法。
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```javascript
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// 去除数组的重复成员
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[...new Set(array)]
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```
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上面的方法也可以用于，去除字符串里面的重复字符。
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```javascript
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[...new Set('ababbc')].join('')
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// "abc"
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```
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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-zero equality”，它类似于精确相等运算符（`===`），主要的区别是向 Set 加入值时认为`NaN`等于自身，而精确相等运算符认为`NaN`不等于自身。
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```javascript
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let set = new Set();
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let a = NaN;
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let b = NaN;
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set.add(a);
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set.add(b);
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set // Set {NaN}
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```
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上面代码向 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。
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另外，两个对象总是不相等的。
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```javascript
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let set = new Set();
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set.add({});
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set.size // 1
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set.add({});
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set.size // 2
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```
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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。
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### Set 实例的属性和方法
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Set 结构的实例有以下属性。
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- `Set.prototype.constructor`：构造函数，默认就是`Set`函数。
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- `Set.prototype.size`：返回`Set`实例的成员总数。
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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。
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- `Set.prototype.add(value)`：添加某个值，返回 Set 结构本身。
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- `Set.prototype.delete(value)`：删除某个值，返回一个布尔值，表示删除是否成功。
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- `Set.prototype.has(value)`：返回一个布尔值，表示该值是否为`Set`的成员。
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- `Set.prototype.clear()`：清除所有成员，没有返回值。
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上面这些属性和方法的实例如下。
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```javascript
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s.add(1).add(2).add(2);
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// 注意2被加入了两次
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s.size // 2
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s.has(1) // true
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s.has(2) // true
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s.has(3) // false
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s.delete(2) // true
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s.has(2) // false
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```
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下面是一个对比，判断是否包括一个键，`Object`结构和`Set`结构写法的不同。
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```javascript
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// 对象的写法
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const properties = {
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'width': 1,
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'height': 1
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};
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if (properties[someName]) {
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// do something
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}
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// Set的写法
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const properties = new Set();
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properties.add('width');
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properties.add('height');
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if (properties.has(someName)) {
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// do something
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}
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```
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`Array.from()`方法可以将 Set 结构转为数组。
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```javascript
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const items = new Set([1, 2, 3, 4, 5]);
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const array = Array.from(items);
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```
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这就提供了去除数组重复成员的另一种方法。
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```javascript
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function dedupe(array) {
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return Array.from(new Set(array));
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}
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dedupe([1, 1, 2, 3]) // [1, 2, 3]
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```
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### 遍历操作
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Set 结构的实例有四个遍历方法，可以用于遍历成员。
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- `Set.prototype.keys()`：返回键名的遍历器
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- `Set.prototype.values()`：返回键值的遍历器
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- `Set.prototype.entries()`：返回键值对的遍历器
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- `Set.prototype.forEach()`：使用回调函数遍历每个成员
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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。
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**（1）`keys()`，`values()`，`entries()`**
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`keys`方法、`values`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`keys`方法和`values`方法的行为完全一致。
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```javascript
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let set = new Set(['red', 'green', 'blue']);
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for (let item of set.keys()) {
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console.log(item);
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}
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// red
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// green
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// blue
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for (let item of set.values()) {
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console.log(item);
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}
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// red
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// green
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// blue
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for (let item of set.entries()) {
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console.log(item);
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}
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// ["red", "red"]
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// ["green", "green"]
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// ["blue", "blue"]
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```
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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。
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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。
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```javascript
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Set.prototype[Symbol.iterator] === Set.prototype.values
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// true
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```
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这意味着，可以省略`values`方法，直接用`for...of`循环遍历 Set。
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```javascript
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let set = new Set(['red', 'green', 'blue']);
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for (let x of set) {
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console.log(x);
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}
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// red
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// green
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// blue
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```
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**（2）`forEach()`**
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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。
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```javascript
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let set = new Set([1, 4, 9]);
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set.forEach((value, key) => console.log(key + ' : ' + value))
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// 1 : 1
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// 4 : 4
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// 9 : 9
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```
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上面代码说明，`forEach`方法的参数就是一个处理函数。该函数的参数与数组的`forEach`一致，依次为键值、键名、集合本身（上例省略了该参数）。这里需要注意，Set 结构的键名就是键值（两者是同一个值），因此第一个参数与第二个参数的值永远都是一样的。
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另外，`forEach`方法还可以有第二个参数，表示绑定处理函数内部的`this`对象。
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**（3）遍历的应用**
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扩展运算符（`...`）内部使用`for...of`循环，所以也可以用于 Set 结构。
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```javascript
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let set = new Set(['red', 'green', 'blue']);
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let arr = [...set];
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// ['red', 'green', 'blue']
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```
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扩展运算符和 Set 结构相结合，就可以去除数组的重复成员。
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```javascript
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let arr = [3, 5, 2, 2, 5, 5];
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let unique = [...new Set(arr)];
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// [3, 5, 2]
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```
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而且，数组的`map`和`filter`方法也可以间接用于 Set 了。
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```javascript
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let set = new Set([1, 2, 3]);
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set = new Set([...set].map(x => x * 2));
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// 返回Set结构：{2, 4, 6}
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let set = new Set([1, 2, 3, 4, 5]);
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set = new Set([...set].filter(x => (x % 2) == 0));
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// 返回Set结构：{2, 4}
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```
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因此使用 Set 可以很容易地实现并集（Union）、交集（Intersect）和差集（Difference）。
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```javascript
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let a = new Set([1, 2, 3]);
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let b = new Set([4, 3, 2]);
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// 并集
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let union = new Set([...a, ...b]);
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// Set {1, 2, 3, 4}
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// 交集
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let intersect = new Set([...a].filter(x => b.has(x)));
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// set {2, 3}
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// （a 相对于 b 的）差集
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let difference = new Set([...a].filter(x => !b.has(x)));
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// Set {1}
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```
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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。
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```javascript
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// 方法一
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let set = new Set([1, 2, 3]);
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set = new Set([...set].map(val => val * 2));
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// set的值是2, 4, 6
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// 方法二
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let set = new Set([1, 2, 3]);
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set = new Set(Array.from(set, val => val * 2));
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// set的值是2, 4, 6
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```
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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。
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## WeakSet
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### 含义
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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。
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首先，WeakSet 的成员只能是对象和 Symbol 值，而不能是其他类型的值。
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```javascript
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const ws = new WeakSet();
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ws.add(1) // 报错
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ws.add(Symbol()) // 不报错
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```
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上面代码试图向 WeakSet 添加一个数值和`Symbol`值，结果前者报错了，因为 WeakSet 只能放置对象和 Symbol 值。
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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。
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这是因为垃圾回收机制根据对象的可达性（reachability）来判断回收，如果对象还能被访问到，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。
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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。
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这些特点同样适用于本章后面要介绍的 WeakMap 结构。
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### 语法
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WeakSet 是一个构造函数，可以使用`new`命令，创建 WeakSet 数据结构。
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```javascript
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const ws = new WeakSet();
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```
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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。
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```javascript
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const a = [[1, 2], [3, 4]];
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const ws = new WeakSet(a);
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// WeakSet {[1, 2], [3, 4]}
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```
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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。
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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。
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```javascript
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const b = [3, 4];
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const ws = new WeakSet(b);
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// Uncaught TypeError: Invalid value used in weak set(…)
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```
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上面代码中，数组`b`的成员不是对象，加入 WeakSet 就会报错。
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WeakSet 结构有以下三个方法。
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- **WeakSet.prototype.add(value)**：向 WeakSet 实例添加一个新成员，返回 WeakSet 结构本身。
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- **WeakSet.prototype.delete(value)**：清除 WeakSet 实例的指定成员，清除成功返回`true`，如果在 WeakSet 中找不到该成员或该成员不是对象，返回`false`。
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- **WeakSet.prototype.has(value)**：返回一个布尔值，表示某个值是否在 WeakSet 实例之中。
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下面是一个例子。
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```javascript
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const ws = new WeakSet();
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const obj = {};
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const foo = {};
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ws.add(window);
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ws.add(obj);
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ws.has(window); // true
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ws.has(foo); // false
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ws.delete(window); // true
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ws.has(window); // false
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```
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WeakSet 没有`size`属性，没有办法遍历它的成员。
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```javascript
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ws.size // undefined
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ws.forEach // undefined
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ws.forEach(function(item){ console.log('WeakSet has ' + item)})
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// TypeError: undefined is not a function
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```
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上面代码试图获取`size`和`forEach`属性，结果都不能成功。
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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。
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下面是 WeakSet 的另一个例子。
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```javascript
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const foos = new WeakSet()
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class Foo {
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constructor() {
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foos.add(this)
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}
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method () {
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if (!foos.has(this)) {
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throw new TypeError('Foo.prototype.method 只能在Foo的实例上调用！');
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}
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||
}
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}
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```
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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。
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## Map
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### 含义和基本用法
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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。
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```javascript
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const data = {};
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const element = document.getElementById('myDiv');
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data[element] = 'metadata';
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data['[object HTMLDivElement]'] // "metadata"
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```
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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]`。
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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。
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```javascript
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const m = new Map();
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const o = {p: 'Hello World'};
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m.set(o, 'content')
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m.get(o) // "content"
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m.has(o) // true
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m.delete(o) // true
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m.has(o) // false
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```
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上面代码使用 Map 结构的`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。
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上面的例子展示了如何向 Map 添加成员。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。
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```javascript
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const map = new Map([
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['name', '张三'],
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['title', 'Author']
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]);
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map.size // 2
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map.has('name') // true
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map.get('name') // "张三"
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map.has('title') // true
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map.get('title') // "Author"
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```
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上面代码在新建 Map 实例时，就指定了两个键`name`和`title`。
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`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。
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```javascript
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const items = [
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['name', '张三'],
|
||
['title', 'Author']
|
||
];
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const map = new Map();
|
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||
items.forEach(
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([key, value]) => map.set(key, value)
|
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);
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```
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事实上，不仅仅是数组，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（详见《Iterator》一章）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。
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```javascript
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const set = new Set([
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['foo', 1],
|
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['bar', 2]
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]);
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const m1 = new Map(set);
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m1.get('foo') // 1
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const m2 = new Map([['baz', 3]]);
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const m3 = new Map(m2);
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m3.get('baz') // 3
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```
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||
上面代码中，我们分别使用 Set 对象和 Map 对象，当作`Map`构造函数的参数，结果都生成了新的 Map 对象。
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如果对同一个键多次赋值，后面的值将覆盖前面的值。
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```javascript
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const map = new Map();
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||
map
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.set(1, 'aaa')
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.set(1, 'bbb');
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map.get(1) // "bbb"
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```
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||
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。
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如果读取一个未知的键，则返回`undefined`。
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```javascript
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new Map().get('asfddfsasadf')
|
||
// undefined
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||
```
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||
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。
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||
```javascript
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||
const map = new Map();
|
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||
map.set(['a'], 555);
|
||
map.get(['a']) // undefined
|
||
```
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||
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||
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`。
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||
同理，同样的值的两个实例，在 Map 结构中被视为两个键。
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```javascript
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||
const map = new Map();
|
||
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||
const k1 = ['a'];
|
||
const k2 = ['a'];
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||
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||
map
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||
.set(k1, 111)
|
||
.set(k2, 222);
|
||
|
||
map.get(k1) // 111
|
||
map.get(k2) // 222
|
||
```
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||
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。
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||
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。
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||
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||
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。
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||
```javascript
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let map = new Map();
|
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map.set(-0, 123);
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||
map.get(+0) // 123
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||
map.set(true, 1);
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map.set('true', 2);
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||
map.get(true) // 1
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map.set(undefined, 3);
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map.set(null, 4);
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||
map.get(undefined) // 3
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||
map.set(NaN, 123);
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||
map.get(NaN) // 123
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```
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### 实例的属性和操作方法
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Map 结构的实例有以下属性和操作方法。
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**（1）size 属性**
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`size`属性返回 Map 结构的成员总数。
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```javascript
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const map = new Map();
|
||
map.set('foo', true);
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map.set('bar', false);
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map.size // 2
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||
```
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**（2）Map.prototype.set(key, value)**
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||
`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。
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```javascript
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const m = new Map();
|
||
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||
m.set('edition', 6) // 键是字符串
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m.set(262, 'standard') // 键是数值
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||
m.set(undefined, 'nah') // 键是 undefined
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||
```
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||
`set`方法返回的是当前的`Map`对象，因此可以采用链式写法。
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||
```javascript
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||
let map = new Map()
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||
.set(1, 'a')
|
||
.set(2, 'b')
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||
.set(3, 'c');
|
||
```
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||
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||
**（3）Map.prototype.get(key)**
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||
`get`方法读取`key`对应的键值，如果找不到`key`，返回`undefined`。
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||
```javascript
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||
const m = new Map();
|
||
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||
const hello = function() {console.log('hello');};
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||
m.set(hello, 'Hello ES6!') // 键是函数
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||
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||
m.get(hello) // Hello ES6!
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||
```
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||
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||
**（4）Map.prototype.has(key)**
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||
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||
`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。
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||
```javascript
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||
const m = new Map();
|
||
|
||
m.set('edition', 6);
|
||
m.set(262, 'standard');
|
||
m.set(undefined, 'nah');
|
||
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||
m.has('edition') // true
|
||
m.has('years') // false
|
||
m.has(262) // true
|
||
m.has(undefined) // true
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||
```
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||
|
||
**（5）Map.prototype.delete(key)**
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||
`delete()`方法删除某个键，返回`true`。如果删除失败，返回`false`。
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```javascript
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const m = new Map();
|
||
m.set(undefined, 'nah');
|
||
m.has(undefined) // true
|
||
|
||
m.delete(undefined)
|
||
m.has(undefined) // false
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||
```
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||
**（6）Map.prototype.clear()**
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||
`clear()`方法清除所有成员，没有返回值。
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```javascript
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let map = new Map();
|
||
map.set('foo', true);
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||
map.set('bar', false);
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||
map.size // 2
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||
map.clear()
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||
map.size // 0
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```
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### 遍历方法
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Map 结构原生提供三个遍历器生成函数和一个遍历方法。
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- `Map.prototype.keys()`：返回键名的遍历器。
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- `Map.prototype.values()`：返回键值的遍历器。
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- `Map.prototype.entries()`：返回所有成员的遍历器。
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||
- `Map.prototype.forEach()`：遍历 Map 的所有成员。
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需要特别注意的是，Map 的遍历顺序就是插入顺序。
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```javascript
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const map = new Map([
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||
['F', 'no'],
|
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['T', 'yes'],
|
||
]);
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||
for (let key of map.keys()) {
|
||
console.log(key);
|
||
}
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||
// "F"
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||
// "T"
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||
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||
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
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||
for (let [key, value] of map.entries()) {
|
||
console.log(key, value);
|
||
}
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||
// "F" "no"
|
||
// "T" "yes"
|
||
|
||
// 等同于使用map.entries()
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||
for (let [key, value] of map) {
|
||
console.log(key, value);
|
||
}
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||
// "F" "no"
|
||
// "T" "yes"
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||
```
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||
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。
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```javascript
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||
map[Symbol.iterator] === map.entries
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||
// true
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```
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||
Map 结构转为数组结构，比较快速的方法是使用扩展运算符（`...`）。
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||
```javascript
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||
const map = new Map([
|
||
[1, 'one'],
|
||
[2, 'two'],
|
||
[3, 'three'],
|
||
]);
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||
|
||
[...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']]
|
||
```
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||
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）。
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||
```javascript
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||
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'}
|
||
```
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||
|
||
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。
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||
```javascript
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||
map.forEach(function(value, key, map) {
|
||
console.log("Key: %s, Value: %s", key, value);
|
||
});
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||
```
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||
|
||
`forEach`方法还可以接受第二个参数，用来绑定`this`。
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||
```javascript
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||
const reporter = {
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||
report: function(key, value) {
|
||
console.log("Key: %s, Value: %s", key, value);
|
||
}
|
||
};
|
||
|
||
map.forEach(function(value, key, map) {
|
||
this.report(key, value);
|
||
}, reporter);
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||
```
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||
上面代码中，`forEach`方法的回调函数的`this`，就指向`reporter`。
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||
### 与其他数据结构的互相转换
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**（1）Map 转为数组**
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||
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（`...`）。
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||
```javascript
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||
const myMap = new Map()
|
||
.set(true, 7)
|
||
.set({foo: 3}, ['abc']);
|
||
[...myMap]
|
||
// [ [ true, 7 ], [ { foo: 3 }, [ 'abc' ] ] ]
|
||
```
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||
|
||
**（2）数组 转为 Map**
|
||
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||
将数组传入 Map 构造函数，就可以转为 Map。
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||
```javascript
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||
new Map([
|
||
[true, 7],
|
||
[{foo: 3}, ['abc']]
|
||
])
|
||
// Map {
|
||
// true => 7,
|
||
// Object {foo: 3} => ['abc']
|
||
// }
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||
```
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||
**（3）Map 转为对象**
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||
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||
如果所有 Map 的键都是字符串，它可以无损地转为对象。
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```javascript
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||
function strMapToObj(strMap) {
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||
let obj = Object.create(null);
|
||
for (let [k,v] of strMap) {
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||
obj[k] = v;
|
||
}
|
||
return obj;
|
||
}
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||
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||
const myMap = new Map()
|
||
.set('yes', true)
|
||
.set('no', false);
|
||
strMapToObj(myMap)
|
||
// { yes: true, no: false }
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||
```
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||
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。
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||
**（4）对象转为 Map**
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||
对象转为 Map 可以通过`Object.entries()`。
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```javascript
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let obj = {"a":1, "b":2};
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||
let map = new Map(Object.entries(obj));
|
||
```
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||
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||
此外，也可以自己实现一个转换函数。
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```javascript
|
||
function objToStrMap(obj) {
|
||
let strMap = new Map();
|
||
for (let k of Object.keys(obj)) {
|
||
strMap.set(k, obj[k]);
|
||
}
|
||
return strMap;
|
||
}
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||
|
||
objToStrMap({yes: true, no: false})
|
||
// Map {"yes" => true, "no" => false}
|
||
```
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||
**（5）Map 转为 JSON**
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||
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||
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。
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||
```javascript
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||
function strMapToJson(strMap) {
|
||
return JSON.stringify(strMapToObj(strMap));
|
||
}
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||
|
||
let myMap = new Map().set('yes', true).set('no', false);
|
||
strMapToJson(myMap)
|
||
// '{"yes":true,"no":false}'
|
||
```
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||
|
||
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。
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```javascript
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||
function mapToArrayJson(map) {
|
||
return JSON.stringify([...map]);
|
||
}
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||
let myMap = new Map().set(true, 7).set({foo: 3}, ['abc']);
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||
mapToArrayJson(myMap)
|
||
// '[[true,7],[{"foo":3},["abc"]]]'
|
||
```
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||
|
||
**（6）JSON 转为 Map**
|
||
|
||
JSON 转为 Map，正常情况下，所有键名都是字符串。
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||
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||
```javascript
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||
function jsonToStrMap(jsonStr) {
|
||
return objToStrMap(JSON.parse(jsonStr));
|
||
}
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||
jsonToStrMap('{"yes": true, "no": false}')
|
||
// Map {'yes' => true, 'no' => false}
|
||
```
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||
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||
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。
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```javascript
|
||
function jsonToMap(jsonStr) {
|
||
return new Map(JSON.parse(jsonStr));
|
||
}
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||
jsonToMap('[[true,7],[{"foo":3},["abc"]]]')
|
||
// Map {true => 7, Object {foo: 3} => ['abc']}
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||
```
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||
## WeakMap
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### 含义
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`WeakMap`结构与`Map`结构类似，也是用于生成键值对的集合。
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```javascript
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// WeakMap 可以使用 set 方法添加成员
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const wm1 = new WeakMap();
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const key = {foo: 1};
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||
wm1.set(key, 2);
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wm1.get(key) // 2
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||
// WeakMap 也可以接受一个数组，
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||
// 作为构造函数的参数
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||
const k1 = [1, 2, 3];
|
||
const k2 = [4, 5, 6];
|
||
const wm2 = new WeakMap([[k1, 'foo'], [k2, 'bar']]);
|
||
wm2.get(k2) // "bar"
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||
```
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||
`WeakMap`与`Map`的区别有两点。
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首先，`WeakMap`只接受对象（`null`除外）和 [Symbol 值](https://github.com/tc39/proposal-symbols-as-weakmap-keys)作为键名，不接受其他类型的值作为键名。
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```javascript
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const map = new WeakMap();
|
||
map.set(1, 2) // 报错
|
||
map.set(null, 2) // 报错
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||
map.set(Symbol(), 2) // 不报错
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```
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||
上面代码中，如果将数值`1`和`null`作为 WeakMap 的键名，都会报错，将 Symbol 值作为键名不会报错。
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||
其次，`WeakMap`的键名所指向的对象，不计入垃圾回收机制。
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`WeakMap`的设计目的在于，有时我们想在某个对象上面存放一些数据，但是这会形成对于这个对象的引用。请看下面的例子。
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```javascript
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const e1 = document.getElementById('foo');
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const e2 = document.getElementById('bar');
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const arr = [
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[e1, 'foo 元素'],
|
||
[e2, 'bar 元素'],
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||
];
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```
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上面代码中，`e1`和`e2`是两个对象，我们通过`arr`数组对这两个对象添加一些文字说明。这就形成了`arr`对`e1`和`e2`的引用。
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一旦不再需要这两个对象，我们就必须手动删除这个引用，否则垃圾回收机制就不会释放`e1`和`e2`占用的内存。
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||
```javascript
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||
// 不需要 e1 和 e2 的时候
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||
// 必须手动删除引用
|
||
arr [0] = null;
|
||
arr [1] = null;
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```
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上面这样的写法显然很不方便。一旦忘了写，就会造成内存泄露。
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||
WeakMap 就是为了解决这个问题而诞生的，它的键名所引用的对象都是弱引用，即垃圾回收机制不将该引用考虑在内。因此，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。
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||
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||
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。
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```javascript
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const wm = new WeakMap();
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||
const element = document.getElementById('example');
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||
wm.set(element, 'some information');
|
||
wm.get(element) // "some information"
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```
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||
上面代码中，先新建一个 WeakMap 实例。然后，将一个 DOM 节点作为键名存入该实例，并将一些附加信息作为键值，一起存放在 WeakMap 里面。这时，WeakMap 里面对`element`的引用就是弱引用，不会被计入垃圾回收机制。
|
||
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||
也就是说，上面的 DOM 节点对象除了 WeakMap 的弱引用外，其他位置对该对象的引用一旦消除，该对象占用的内存就会被垃圾回收机制释放。WeakMap 保存的这个键值对，也会自动消失。
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||
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。
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||
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。
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```javascript
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const wm = new WeakMap();
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||
let key = {};
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let obj = {foo: 1};
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||
wm.set(key, obj);
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||
obj = null;
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||
wm.get(key)
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||
// Object {foo: 1}
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||
```
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||
上面代码中，键值`obj`是正常引用。所以，即使在 WeakMap 外部消除了`obj`的引用，WeakMap 内部的引用依然存在。
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||
### WeakMap 的语法
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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。因为没有办法列出所有键名，某个键名是否存在完全不可预测，跟垃圾回收机制是否运行相关。这一刻可以取到键名，下一刻垃圾回收机制突然运行了，这个键名就没了，为了防止出现不确定性，就统一规定不能取到键名。二是无法清空，即不支持`clear`方法。因此，`WeakMap`只有四个方法可用：`get()`、`set()`、`has()`、`delete()`。
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```javascript
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||
const wm = new WeakMap();
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||
// size、forEach、clear 方法都不存在
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wm.size // undefined
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wm.forEach // undefined
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wm.clear // undefined
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```
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||
### WeakMap 的示例
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WeakMap 的例子很难演示，因为无法观察它里面的引用会自动消失。此时，其他引用都解除了，已经没有引用指向 WeakMap 的键名了，导致无法证实那个键名是不是存在。
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||
贺师俊老师[提示](https://github.com/ruanyf/es6tutorial/issues/362#issuecomment-292109104)，如果引用所指向的值占用特别多的内存，就可以通过 Node 的`process.memoryUsage`方法看出来。根据这个思路，网友[vtxf](https://github.com/ruanyf/es6tutorial/issues/362#issuecomment-292451925)补充了下面的例子。
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||
首先，打开 Node 命令行。
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```bash
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$ node --expose-gc
|
||
```
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||
上面代码中，`--expose-gc`参数表示允许手动执行垃圾回收机制。
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||
然后，执行下面的代码。
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||
```javascript
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||
// 手动执行一次垃圾回收，保证获取的内存使用状态准确
|
||
> global.gc();
|
||
undefined
|
||
|
||
// 查看内存占用的初始状态，heapUsed 为 4M 左右
|
||
> process.memoryUsage();
|
||
{ rss: 21106688,
|
||
heapTotal: 7376896,
|
||
heapUsed: 4153936,
|
||
external: 9059 }
|
||
|
||
> let wm = new WeakMap();
|
||
undefined
|
||
|
||
// 新建一个变量 key，指向一个 5*1024*1024 的数组
|
||
> let key = new Array(5 * 1024 * 1024);
|
||
undefined
|
||
|
||
// 设置 WeakMap 实例的键名，也指向 key 数组
|
||
// 这时，key 数组实际被引用了两次，
|
||
// 变量 key 引用一次，WeakMap 的键名引用了第二次
|
||
// 但是，WeakMap 是弱引用，对于引擎来说，引用计数还是1
|
||
> wm.set(key, 1);
|
||
WeakMap {}
|
||
|
||
> global.gc();
|
||
undefined
|
||
|
||
// 这时内存占用 heapUsed 增加到 45M 了
|
||
> process.memoryUsage();
|
||
{ rss: 67538944,
|
||
heapTotal: 7376896,
|
||
heapUsed: 45782816,
|
||
external: 8945 }
|
||
|
||
// 清除变量 key 对数组的引用，
|
||
// 但没有手动清除 WeakMap 实例的键名对数组的引用
|
||
> key = null;
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null
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// 再次执行垃圾回收
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> global.gc();
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undefined
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// 内存占用 heapUsed 变回 4M 左右，
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// 可以看到 WeakMap 的键名引用没有阻止 gc 对内存的回收
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> process.memoryUsage();
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{ rss: 20639744,
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heapTotal: 8425472,
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heapUsed: 3979792,
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external: 8956 }
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```
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上面代码中，只要外部的引用消失，WeakMap 内部的引用，就会自动被垃圾回收清除。由此可见，有了 WeakMap 的帮助，解决内存泄漏就会简单很多。
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Chrome 浏览器的 Dev Tools 的 Memory 面板，有一个垃圾桶的按钮，可以强制垃圾回收（garbage collect）。这个按钮也能用来观察 WeakMap 里面的引用是否消失。
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### WeakMap 的用途
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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。
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```javascript
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let myWeakmap = new WeakMap();
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myWeakmap.set(
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document.getElementById('logo'),
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{timesClicked: 0})
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;
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document.getElementById('logo').addEventListener('click', function() {
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let logoData = myWeakmap.get(document.getElementById('logo'));
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logoData.timesClicked++;
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}, false);
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```
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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。
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WeakMap 的另一个用处是部署私有属性。
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```javascript
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const _counter = new WeakMap();
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const _action = new WeakMap();
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class Countdown {
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constructor(counter, action) {
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_counter.set(this, counter);
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_action.set(this, action);
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}
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dec() {
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let counter = _counter.get(this);
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if (counter < 1) return;
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counter--;
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_counter.set(this, counter);
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if (counter === 0) {
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_action.get(this)();
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}
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}
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}
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const c = new Countdown(2, () => console.log('DONE'));
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c.dec()
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c.dec()
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// DONE
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```
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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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## WeakRef
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WeakSet 和 WeakMap 是基于弱引用的数据结构，[ES2021](https://github.com/tc39/proposal-weakrefs) 更进一步，提供了 WeakRef 对象，用于直接创建对象的弱引用。
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```javascript
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let target = {};
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let wr = new WeakRef(target);
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```
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上面示例中，`target`是原始对象，构造函数`WeakRef()`创建了一个基于`target`的新对象`wr`。这里，`wr`就是一个 WeakRef 的实例，属于对`target`的弱引用，垃圾回收机制不会计入这个引用，也就是说，`wr`的引用不会妨碍原始对象`target`被垃圾回收机制清除。
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WeakRef 实例对象有一个`deref()`方法，如果原始对象存在，该方法返回原始对象；如果原始对象已经被垃圾回收机制清除，该方法返回`undefined`。
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```javascript
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let target = {};
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let wr = new WeakRef(target);
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let obj = wr.deref();
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if (obj) { // target 未被垃圾回收机制清除
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// ...
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}
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```
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上面示例中，`deref()`方法可以判断原始对象是否已被清除。
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弱引用对象的一大用处，就是作为缓存，未被清除时可以从缓存取值，一旦清除缓存就自动失效。
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```javascript
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function makeWeakCached(f) {
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const cache = new Map();
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return key => {
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const ref = cache.get(key);
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if (ref) {
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const cached = ref.deref();
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if (cached !== undefined) return cached;
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}
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const fresh = f(key);
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cache.set(key, new WeakRef(fresh));
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return fresh;
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};
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}
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const getImageCached = makeWeakCached(getImage);
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```
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上面示例中，`makeWeakCached()`用于建立一个缓存，缓存里面保存对原始文件的弱引用。
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注意，标准规定，一旦使用`WeakRef()`创建了原始对象的弱引用，那么在本轮事件循环（event loop），原始对象肯定不会被清除，只会在后面的事件循环才会被清除。
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## FinalizationRegistry
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[ES2021](https://github.com/tc39/proposal-weakrefs#finalizers) 引入了清理器注册表功能 FinalizationRegistry，用来指定目标对象被垃圾回收机制清除以后，所要执行的回调函数。
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首先，新建一个注册表实例。
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```javascript
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const registry = new FinalizationRegistry(heldValue => {
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// ....
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});
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```
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上面代码中，`FinalizationRegistry()`是系统提供的构造函数，返回一个清理器注册表实例，里面登记了所要执行的回调函数。回调函数作为`FinalizationRegistry()`的参数传入，它本身有一个参数`heldValue`。
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然后，注册表实例的`register()`方法，用来注册所要观察的目标对象。
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```javascript
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registry.register(theObject, "some value");
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```
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上面示例中，`theObject`就是所要观察的目标对象，一旦该对象被垃圾回收机制清除，注册表就会在清除完成后，调用早前注册的回调函数，并将`some value`作为参数（前面的`heldValue`）传入回调函数。
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注意，注册表不对目标对象`theObject`构成强引用，属于弱引用。因为强引用的话，原始对象就不会被垃圾回收机制清除，这就失去使用注册表的意义了。
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回调函数的参数`heldValue`可以是任意类型的值，字符串、数值、布尔值、对象，甚至可以是`undefined`。
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最后，如果以后还想取消已经注册的回调函数，则要向`register()`传入第三个参数，作为标记值。这个标记值必须是对象，一般都用原始对象。接着，再使用注册表实例对象的`unregister()`方法取消注册。
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```javascript
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registry.register(theObject, "some value", theObject);
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// ...其他操作...
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registry.unregister(theObject);
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```
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上面代码中，`register()`方法的第三个参数就是标记值`theObject`。取消回调函数时，要使用`unregister()`方法，并将标记值作为该方法的参数。这里`register()`方法对第三个参数的引用，也属于弱引用。如果没有这个参数，则回调函数无法取消。
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由于回调函数被调用以后，就不再存在于注册表之中了，所以执行`unregister()`应该是在回调函数还没被调用之前。
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下面使用`FinalizationRegistry`，对前一节的缓存函数进行增强。
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```javascript
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function makeWeakCached(f) {
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const cache = new Map();
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const cleanup = new FinalizationRegistry(key => {
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const ref = cache.get(key);
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if (ref && !ref.deref()) cache.delete(key);
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});
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return key => {
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const ref = cache.get(key);
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if (ref) {
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const cached = ref.deref();
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if (cached !== undefined) return cached;
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}
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const fresh = f(key);
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cache.set(key, new WeakRef(fresh));
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cleanup.register(fresh, key);
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return fresh;
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};
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||
}
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const getImageCached = makeWeakCached(getImage);
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||
```
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上面示例与前一节的例子相比，就是增加一个清理器注册表，一旦缓存的原始对象被垃圾回收机制清除，会自动执行一个回调函数。该回调函数会清除缓存里面已经失效的键。
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下面是另一个例子。
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```javascript
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class Thingy {
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#file;
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#cleanup = file => {
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console.error(
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||
`The \`release\` method was never called for the \`Thingy\` for the file "${file.name}"`
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||
);
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||
};
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#registry = new FinalizationRegistry(this.#cleanup);
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constructor(filename) {
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||
this.#file = File.open(filename);
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||
this.#registry.register(this, this.#file, this.#file);
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||
}
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||
|
||
release() {
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||
if (this.#file) {
|
||
this.#registry.unregister(this.#file);
|
||
File.close(this.#file);
|
||
this.#file = null;
|
||
}
|
||
}
|
||
}
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||
```
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上面示例中，如果由于某种原因，`Thingy`类的实例对象没有调用`release()`方法，就被垃圾回收机制清除了，那么清理器就会调用回调函数`#cleanup()`，输出一条错误信息。
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由于无法知道清理器何时会执行，所以最好避免使用它。另外，如果浏览器窗口关闭或者进程意外退出，清理器则不会运行。
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