1.Set和Map数据结构(2017.12.28)

基本用法

es6提供了新的数据结构Set,它类似于数组,但是他的成员值是唯一的,没有重复的值。
Set本身就是一个构造函数,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));
//添加时不会重复添加数据
for (let i of s) {
  console.log(i);
}
// 2 3 5 4

上面的代码是通过add方法想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(或者接受具有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]
//[...set]可以去除数组中的重复值会把4去除
// [1, 2, 3, 4]

// 例二
const items = new Set([1, 2, 3, 4, 5, 5, 5, 5]);
items.size // 5,就是长度的意思

// 例三
function divs () {
  return [...document.querySelectorAll('div')];
}

const set = new Set(divs());
set.size // 56

// 类似于
divs().forEach(div => set.add(div));
set.size // 56

上面代码中,一和二都是Set函数接受数组作为参数,三是接受类似数组的对象作为参数
在上面中,展示了一种数组去除重复成员的方法。

// 去除数组的重复成员
[...new Set(array)]
//这种方式可以去除数组的重复成员

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内部判断这两个值是否不同,使用的算法叫做“Same-value eauality”,它类似于精确相等运算符(===),主要是区别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}表明只能添加一个

上面的代码向Set实例添加了两个NaN,但是只能添加一个,这表明,在Set内部,两个NaN是相等的。
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,所以他们被视为两个值。

1.Set实例属性和方法

Set结构的实例具有以下属性
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),下面是四个操作方法。
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

1.1上面的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
const properties = {
  'width': 1,
  'height': 1
};

if (properties[someName]) {
  // do something
}

// Set的写法
const 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。

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钟方法了。

function dedupe(array) {
  return Array.from(new Set(array));
}

dedupe([1, 1, 2, 3]) // [1, 2, 3]

1.2遍历操作

Set结构的实例有四个遍历的方法,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。这个特性有的时候会非常有用,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( )
keys方法、values方法、entries方法返回的都是遍历的对象(可以详见Iterator对象)。由于Set结构没有键名,只有键值,(或者说键名和键值都是同一个值),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);
}
// 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,他的两个成员完全相等。
Set结构的实例默认可以遍历,他的默认遍历器生成函数就是他的values方法。

Set.prototype[Symbol.iterator] === Set.prototype.values
// true

这意味着,可以省略values方法,直接使用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结构的实例与数组一样,,也有forEach方法,用于对每个成员执行某种操作,没有返回值。

set = new Set([1, 4, 9]);
set.forEach((value, key) => console.log(key + ' : ' + value))
// 1 : 1
// 4 : 4
// 9 : 9

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。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。
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。
(3)遍历的应用
扩展运算符(...)内部使用for...of循环,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方法也可以间接使用于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可以很容易的实现并集(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,但是有两种变通方法,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的方法。

// 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

2WeakSet

含义:
WeakSet结构与Set类似,,也是不重复的值的集合。但是,他与Set有两个区别。首先,WeakSet的成员只能是对象,而不是其他类型的值。

const ws = new WeakSet();
ws.add(1)
// TypeError: Invalid value used in weak set
ws.add(Symbol())
// TypeError: invalid value used in weak set

上面的代码试图向WeakSet添加一个数值和symbol的值,结果报错,因为WeakSet只能放置对象。
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与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,有时候会忘记取消引用, 导致内存无法释放,进而可能引发内存泄露。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,他在WeakSet里面的引用也会随之消失。
由于上面这个特点,WeakSet的成员是不适合引用的,因为他会随时消失。另外,由于WeakSet内部有多个成员,取决于垃圾回收机制有没有运行,运行前后成员个数很可能是不一样的,而垃圾回收机制何时运行是不能预测的,因此es6规定WeakSet是不可遍历的。

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者类似于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。

const a = [[1, 2], [3, 4]];
const ws = new WeakSet(a);
// WeakSet {[1, 2], [3, 4]}

上面代码中,a是一个数组,他有两个成员,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的数组的成员成为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。

const b = [3, 4];
const 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.prootype.add(value):向WeakSet实例添加一个新成员;
WeakSet.prootype.delete(value):清除WeakSet实例的指定成员;
WeakSet.prootype.has(value):返回一个布尔值,表示某个值是否存在WeakSet实例之中。
下面是一个例子:

const ws = new WeakSet();
const obj = {};
const foo = {};

ws.add(window);
ws.add(obj);

ws.has(window); // true
ws.has(foo);    // false

ws.delete(window);
ws.has(window);    // false

WeakSet没有size属性,没有办法遍历他的成员。

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,是因为成员都是弱成员,随时可能消失,遍历机制无法保证成员的存在,很可能遍历刚刚结束,成员就取不到了,WeakSet的一个用处,是存储DOM节点,而不用担心这些节点从文档移除时,会引发内存泄露。
下面是一个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。

3:Map

含义和基本用法
javascript的对象(object),本质上就是键值对的集合(hash结构),但是在传统上只能用字符串当做键,这给他的使用带来了很大的限制。

const data = {};
const 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,各种数据类型的值(包括对象)都可以当做键。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Set更合适。

const m = new Map();
const o = {p: 'Hello World'};

m.set(o, 'content')
m.get(o) // "content"

m.has(o) // true
m.delete(o) // true
m.has(o) // false

上面的代码使用Map的结构的set方法,将对象o当做m的一个键,然后有使用get方法读取这个键,接着使用delete方法删除了这个键。
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。

const 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。

const items = [
  ['name', '张三'],
  ['title', 'Author']
];

const map = new Map();

items.forEach(
  ([key, value]) => map.set(key, value)
);

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都可以当做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

上面代码中,我们分别使用Set对象和Map对象,当做Map构造函数的参数,结果都生成了新的Map对象。
如果对同一键多次赋值,后面的值将覆盖前面的值。

const 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。
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。
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,这一点非常重要。

const map = new Map();

map.set(['a'], 555);
map.get(['a']) // 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
上面代码中,变量k1和k2的值是一样的,但是他在Map结构中被视为两个值。

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就将其视为一个键,比如0和-0就事一个键,布尔值ture和字符串true则是不同的两个键,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。

let map = new Map();

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

3.1实例属性和操作方法

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。

const map = new Map();
map.set('foo', true);
map.set('bar', false);

map.size // 2

(2)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。

const 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 undefined

set方法返回的是当前的Map对象,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,返回的undefined。

const m = new Map();

const 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,表示某个键是否在当前Map对象之中。

const 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。

const 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

3.2遍历方法

Map结构原生提三个遍历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。

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"

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
// true

Map结构转为数组结构,比较快速的方法就是使用扩展运算符(...)

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还有个forEach的的方法,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);

上面的代码中,forEach方法的回调函数的this,就指向reporter。

3.3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,就是用扩展运算符(...)。

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

(2)数组转为Map
将数组传入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,他可以转为对象。

function strMapToObj(strMap) {
  let obj = Object.create(null);
  for (let [k,v] of strMap) {
    obj[k] = v;
  }
  return obj;
}

const 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})
// Map {"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

function jsonToStrMap(jsonStr) {
  return objToStrMap(JSON.parse(jsonStr));
}

jsonToStrMap('{"yes": true, "no": false}')
// Map {'yes' => true, 'no' => false}

但是,有一种特俗情况,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,他可以一一对应转为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']}

4WeakMap

含义:
WeakMap结构与Map结构类似,也适用于生成键值对的集合。

// WeakMap 可以使用 set 方法添加成员
const wm1 = new WeakMap();
const key = {foo: 1};
wm1.set(key, 2);
wm1.get(key) // 2

// WeakMap 也可以接受一个数组,
// 作为构造函数的参数
const k1 = [1, 2, 3];
const k2 = [4, 5, 6];
const wm2 = new WeakMap([[k1, 'foo'], [k2, 'bar']]);
wm2.get(k2) // "bar"

推荐阅读更多精彩内容