js红宝书笔记六 第六章 集合引用类型 Map/WeakMap Set/WeakSet

本文继续对JavaScript高级程序设计第四版 第六章 集合引用类型 进行学习

一、Map

作为 ECMAScript 6 的新增特性,Map 是一种新的集合类型,为这门语言带来了真正的键/值存储机制。Map 的大多数特性都可以通过 Object 类型实现,但二者之间还是存在一些细微的差异。具体实践中使用哪一个,还是值得细细甄别。

1.常用操作
const m = new Map();
alert(m.has("firstName")); // false
alert(m.get("firstName")); // undefined
alert(m.size); // 0
m.set("firstName", "Matt")
 .set("lastName", "Frisbie");
alert(m.has("firstName")); // true
alert(m.get("firstName")); // Matt
alert(m.size); // 2
m.delete("firstName"); // 只删除这一个键/值对
alert(m.has("firstName")); // false
alert(m.has("lastName")); // true
alert(m.size); // 1
m.clear(); // 清除这个映射实例中的所有键/值对
alert(m.has("firstName")); // false
alert(m.has("lastName")); // false
alert(m.size); // 0 
2.Map 可以使用任何 JavaScript 数据类型作为键

与 Object 只能使用数值、字符串或符号作为键不同,Map 可以使用任何 JavaScript 数据类型作为键。Map 内部使用 SameValueZero 比较操作(ECMAScript 规范内部定义,语言中不能使用),基本上相当于使用严格对象相等的标准来检查键的匹配性。与 Object 类似,映射的值是没有限制的。

const m = new Map();
const functionKey = function() {};
const symbolKey = Symbol();
const objectKey = new Object();
m.set(functionKey, "functionValue");
m.set(symbolKey, "symbolValue");
m.set(objectKey, "objectValue");
alert(m.get(functionKey)); // functionValue
alert(m.get(symbolKey)); // symbolValue
alert(m.get(objectKey)); // objectValue
// SameValueZero 比较意味着独立实例不冲突
alert(m.get(function() {})); // undefined

与严格相等一样,在映射中用作键和值的对象及其他“集合”类型,在自己的内容或属性被修改时仍然保持不变:

const m = new Map();
const objKey = {},
 objVal = {},
 arrKey = [],
 arrVal = [];
m.set(objKey, objVal);
m.set(arrKey, arrVal);
objKey.foo = "foo";
objVal.bar = "bar";
arrKey.push("foo");
arrVal.push("bar");
console.log(m.get(objKey)); // {bar: "bar"}
console.log(m.get(arrKey)); // ["bar"] 
3.顺序与迭代

与 Object 类型的一个主要差异是,Map 实例会维护键值对的插入顺序,因此可以根据插入顺序执行迭代操作。

映射实例可以提供一个迭代器(Iterator),能以插入顺序生成[key, value]形式的数组。可以通过 entries()方法(或者 Symbol.iterator 属性,它引用 entries())取得这个迭代器:

const m = new Map([
 ["key1", "val1"],
 ["key2", "val2"],
 ["key3", "val3"]
]);
alert(m.entries === m[Symbol.iterator]); // true
for (let pair of m.entries()) {
 alert(pair);
}
// [key1,val1]
// [key2,val2]
// [key3,val3]
for (let pair of m[Symbol.iterator]()) {
 alert(pair);
}
// [key1,val1]
// [key2,val2]
// [key3,val3]

因为 entries()是默认迭代器,所以可以直接对映射实例使用扩展操作,把映射转换为数组:

const m = new Map([
 ["key1", "val1"],
 ["key2", "val2"],
 ["key3", "val3"]
]);
console.log([...m]); // [[key1,val1],[key2,val2],[key3,val3]] 

keys()和 values()分别返回以插入顺序生成键和值的迭代器:

const m = new Map([
 ["key1", "val1"],
 ["key2", "val2"],
 ["key3", "val3"]
]);
for (let key of m.keys()) {
 alert(key);
}
// key1
// key2
// key3
for (let key of m.values()) {
 alert(key);
}
// value1
// value2
// value3
4.选择 Object 还是 Map

对于多数 Web 开发任务来说,选择 Object 还是 Map 只是个人偏好问题,影响不大。不过,对于在乎内存和性能的开发者来说,对象和映射之间确实存在显著的差别。

  • 内存占用
    Object 和 Map 的工程级实现在不同浏览器间存在明显差异,但存储单个键/值对所占用的内存数量都会随键的数量线性增加。批量添加或删除键/值对则取决于各浏览器对该类型内存分配的工程实现。不同浏览器的情况不同,但给定固定大小的内存,Map 大约可以比 Object 多存储 50%的键/值对。
  • 插入性能
    向 Object 和 Map 中插入新键/值对的消耗大致相当,不过插入 Map 在所有浏览器中一般会稍微快一点儿。对这两个类型来说,插入速度并不会随着键/值对数量而线性增加。如果代码涉及大量插入操作,那么显然 Map 的性能更佳。
  • 查找速度
    与插入不同,从大型 Object 和 Map 中查找键/值对的性能差异极小,但如果只包含少量键/值对,则 Object 有时候速度更快。在把 Object 当成数组使用的情况下(比如使用连续整数作为属性),浏览器引擎可以进行优化,在内存中使用更高效的布局。这对 Map 来说是不可能的。对这两个类型而言,查找速度不会随着键/值对数量增加而线性增加。如果代码涉及大量查找操作,那么某些情况下可能选择 Object 更好一些。
  • 删除性能
    使用 delete 删除 Object 属性的性能一直以来饱受诟病,目前在很多浏览器中仍然如此。为此,出现了一些伪删除对象属性的操作,包括把属性值设置为 undefined 或 null。但很多时候,这都是一种讨厌的或不适宜的折中。而对大多数浏览器引擎来说,Map 的 delete()操作都比插入和查找更快。如果代码涉及大量删除操作,那么毫无疑问应该选择 Map。
二、WeakMap

ECMAScript 6 新增的“弱映射”(WeakMap)是一种新的集合类型,为这门语言带来了增强的键/值对存储机制。WeakMap 是 Map 的“兄弟”类型,其 API 也是 Map 的子集。WeakMap 中的“weak”(弱),描述的是 JavaScript 垃圾回收程序对待“弱映射”中键的方式。

这里简单介绍一个用处,更多参考ES6 系列之 WeakMap

1.DOM 节点元数据

因为 WeakMap 实例不会妨碍垃圾回收,所以非常适合保存关联元数据。来看下面这个例子,其中使用了常规的 Map:

const m = new Map();
const loginButton = document.querySelector('#login');
// 给这个节点关联一些元数据
m.set(loginButton, {disabled: true});

假设在上面的代码执行后,页面被 JavaScript 改变了,原来的登录按钮从 DOM 树中被删掉了。但由于映射中还保存着按钮的引用,所以对应的 DOM 节点仍然会逗留在内存中,除非明确将其从映射中删除或者等到映射本身被销毁。

如果这里使用的是弱映射,如以下代码所示,那么当节点从 DOM 树中被删除后,垃圾回收程序就可以立即释放其内存(假设没有其他地方引用这个对象):

const wm = new WeakMap();
const loginButton = document.querySelector('#login');
// 给这个节点关联一些元数据
wm.set(loginButton, {disabled: true}); 
三、Set

ECMAScript 6 新增的 Set 是一种新集合类型,为这门语言带来集合数据结构。Set 在很多方面都像是加强的 Map,这是因为它们的大多数 API 和行为都是共有的。

Set类似于数组,但是它里面每一项的值是唯一的,没有重复的值,Set是一个构造函数,用来生成set的数据结构

let s = new Set();
let arr = [2, 3, 5, 4, 5, 2, 2];
arr .forEach(item => arr.add(item)); //向set添加重复的值for (let i of s) {
  console.log(i);
}
// 2 3 5 4 结果set不会添加重复的值

初始化之后,可以使用 add()增加值,使用 has()查询,通过 size 取得元素数量,以及使用 delete()和 clear()删除元素

1.定义正式集合操作

从各方面来看,Set 跟 Map 都很相似,只是 API 稍有调整。唯一需要强调的就是集合的 API 对自身的简单操作。很多开发者都喜欢使用 Set 操作,但需要手动实现:或者是子类化 Set,或者是定义一个实用函数库。要把两种方式合二为一,可以在子类上实现静态方法,然后在实例方法中使用这些静态方法。在实现这些操作时,需要考虑几个地方。

  • 某些 Set 操作是有关联性的,因此最好让实现的方法能支持处理任意多个集合实例。
  • Set 保留插入顺序,所有方法返回的集合必须保证顺序。
  • 尽可能高效地使用内存。扩展操作符的语法很简洁,但尽可能避免集合和数组间的相互转换能够节省对象初始化成本。
  • 不要修改已有的集合实例。union(a, b)或 a.union(b)应该返回包含结果的新集合实例。
class XSet extends Set {
 union(...sets) {
 return XSet.union(this, ...sets)
 }
 intersection(...sets) {
 return XSet.intersection(this, ...sets);
 }
 difference(set) {
 return XSet.difference(this, set);
 }
 symmetricDifference(set) {
 return XSet.symmetricDifference(this, set);
 }
 cartesianProduct(set) {
 return XSet.cartesianProduct(this, set);
 }
 powerSet() {
 return XSet.powerSet(this);
 } 
// 返回两个或更多集合的并集
 static union(a, ...bSets) {
 const unionSet = new XSet(a);
 for (const b of bSets) {
 for (const bValue of b) {
 unionSet.add(bValue);
 }
 }
 return unionSet;
 }
 // 返回两个或更多集合的交集
 static intersection(a, ...bSets) {
 const intersectionSet = new XSet(a);
 for (const aValue of intersectionSet) {
 for (const b of bSets) {
 if (!b.has(aValue)) {
 intersectionSet.delete(aValue);
 }
 }
 }
 return intersectionSet;
 }
 // 返回两个集合的差集
 static difference(a, b) {
 const differenceSet = new XSet(a);
 for (const bValue of b) {
 if (a.has(bValue)) {
 differenceSet.delete(bValue);
 }
 }
 return differenceSet;
 }
 // 返回两个集合的对称差集
 static symmetricDifference(a, b) {
 // 按照定义,对称差集可以表达为
 return a.union(b).difference(a.intersection(b));
 }
 // 返回两个集合(数组对形式)的笛卡儿积
 // 必须返回数组集合,因为笛卡儿积可能包含相同值的对
 static cartesianProduct(a, b) {
 const cartesianProductSet = new XSet();
 for (const aValue of a) {
 for (const bValue of b) {
 cartesianProductSet.add([aValue, bValue]);
 }
 }
 return cartesianProductSet;
 }
 // 返回一个集合的幂集
 static powerSet(a) { 
const powerSet = new XSet().add(new XSet());
 for (const aValue of a) { 
for (const set of new XSet(powerSet)) {
 powerSet.add(new XSet(set).add(aValue));
 }
 }
 return powerSet;
 }
} 
四、WeakSet
五、Map Set区别

参考js中Map和Set的用法及区别是什么

1.Map常用方式
//key 不仅可以是字符串还可以是对象
var obj ={name:"小如",age:9}
let map = new Map()
map.set(obj,"111")

let map = new Map();

//添加key和value值
map.set('Amy','女')
map.set('liuQi','男')

//是否存在key,存在返回true,反之为false
map.has('Amy') //true
map.has('amy') //false

//根据key获取value
map.get('Amy') //女

//删除 key为Amy的value
map.delete('Amy')
map.get('Amy') //undefined  删除成功

//一个key只能对应一个value
var map =new Map
map.set('Amy',"女")
map.set('Amy',"男")
console.log(map)
2.Set常用方式

Set 对象类似于数组,且成员的值都是唯一的

var arr=[1,3,4,2,5,1,4]
// 这里原本是一个对象用了es6的语法 转化成了数组,
// 就是转化数组之前已经过滤掉了重复的元素了
var arr2=[...new Set(arr)] //[1,3,4,2,5]

//初始化一个Set ,需要一个Array数组,要么空Set
var set = new Set([1,2,3,5,6]) 
console.log(set)  // {1, 2, 3, 5, 6}

//添加元素到Set中
set.add(7) //{1, 2, 3, 5, 6, 7}

//删除Set中的元素
set.delete(3) // {1, 2, 5, 6, 7}

//检测是否含有此元素,有为true,没有则为false
set.has(2) //true
3.区别
  • 初始化需要的值不一样,Map需要的是一个二维数组,而Set 需要的是一维 Array 数组
  • Map 和 Set 都不允许键重复
  • Map的键是不能修改,但是键对应的值是可以修改的;Set不能通过迭代器来改变Set的值,因为Set的值就是键。
  • Map 是键值对的存在,值也不作为健;而 Set 没有 value 只有 key,value 就是 key;
六、迭代与扩展操作

ECMAScript 6 新增的迭代器和扩展操作符对集合引用类型特别有用。这些新特性让集合类型之间相互操作、复制和修改变得异常方便。

注意 第 7 章会更详细地介绍迭代器和生成器。

如本章前面所示,有 4 种原生集合类型定义了默认迭代器:

  • Array
  • 所有定型数组
  • Map
  • Set

很简单,这意味着上述所有类型都支持顺序迭代,都可以传入 for-of 循环:

let iterableThings = [
 Array.of(1, 2),
 typedArr = Int16Array.of(3, 4),
 new Map([[5, 6], [7, 8]]),
 new Set([9, 10])
];
for (const iterableThing of iterableThings) {
 for (const x of iterableThing) {
 console.log(x);
 }
}
// 1
// 2
// 3
// 4
// [5, 6]
// [7, 8]
// 9
// 10

这也意味着所有这些类型都兼容扩展操作符。扩展操作符在对可迭代对象执行浅复制时特别有用,只需简单的语法就可以复制整个对象:

let arr1 = [1, 2, 3];
let arr2 = [...arr1];
console.log(arr1); // [1, 2, 3]
console.log(arr2); // [1, 2, 3]
console.log(arr1 === arr2); // false

对于期待可迭代对象的构造函数,只要传入一个可迭代对象就可以实现复制:

let map1 = new Map([[1, 2], [3, 4]]);
let map2 = new Map(map1);
console.log(map1); // Map {1 => 2, 3 => 4}
console.log(map2); // Map {1 => 2, 3 => 4}

当然,也可以构建数组的部分元素:

let arr1 = [1, 2, 3];
let arr2 = [0, ...arr1, 4, 5];
console.log(arr2); // [0, 1, 2, 3, 4, 5]

浅复制意味着只会复制对象引用:

let arr1 = [{}];
let arr2 = [...arr1];
arr1[0].foo = 'bar';
console.log(arr2[0]); // { foo: 'bar' } 

上面的这些类型都支持多种构建方法,比如 Array.of()和 Array.from()静态方法。在与扩展操作符一起使用时,可以非常方便地实现互操作:

let arr1 = [1, 2, 3];
// 把数组复制到定型数组
let typedArr1 = Int16Array.of(...arr1);
let typedArr2 = Int16Array.from(arr1);
console.log(typedArr1); // Int16Array [1, 2, 3]
console.log(typedArr2); // Int16Array [1, 2, 3]
// 把数组复制到映射
let map = new Map(arr1.map((x) => [x, 'val' + x]));
console.log(map); // Map {1 => 'val 1', 2 => 'val 2', 3 => 'val 3'}
// 把数组复制到集合
let set = new Set(typedArr2);
console.log(set); // Set {1, 2, 3}
// 把集合复制回数组
let arr2 = [...set];
console.log(arr2); // [1, 2, 3] 
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