Set、Map、WeakSet和WeakMap的区别

Set 和 Map 的主要应用场景在于 数据重组 和 数据储存

Set 是一种叫做集合的数据结构， Map 是一种叫做字典的数据结构。

集合（Set）

ES6 新增的一种新的的数据结构，类似于数组，但成员是唯一且无序的，没有重复的值。

Set 本身是一种构造函数，用于生成Set数据结构。

new Set([iterable])

举个例子：

const s = new Set()
[1, 2, 3, 4, 3, 2, 1].forEach(x => s.add(x))

for(let i of s) {
    console.log(i)                  // 1, 2, 3, 4
}

// 去重数组的重复对象
let arr = [1, 2, 3, 4, 3, 4, 1, 5]
console.log([...new Set(arr)])      // [1, 2, 3, 4, 5]

Set 对象允许你储存任何类型的唯一值，无论是原始值或者是对象引用。

向Set加入值得时候，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"，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 s1 = new Set()
s1.add(5)            // Set{5}
s1.add('5')          // Set{5, '5'}

let s2 = new Set()
let a = NaN
s2.add(a)            // Set{NaN}
let b = NaN
s2.add(b)            // Set{NaN}

• Set 实例属性

  • constructor：构造函数
  • size: 元素数量

  let s = new Set([1, 2, 3])
  console.log(s.length)       // undefined
  console.log(s.size)         // 3
  

• Set 实例方法

  • 操作方法

    • add: 新增，相当于array里的push
    • delete: 存在即删除集合中的value
    • has: 判断集合中是否存在value
    • clear: 清空集合

    let s = new Set()
    s.add(1).add(2).add(1)     // Set{1, 2}
    
    s.has(1)                   // true
    s.has(3)                   // false
    s.delete(1) 
    s.has(1)                   // false
    s.clean()                  // Set{}
    

    Set结构可以利用 Array.from 或者 扩展运算符 转化为数组

    let s = new Set([1, 2, 3])
    // Array.from
    let arr = Array.from(s)
    console.log(arr)            // [1, 2, 3]
    // 扩展运算符
    console.log([...s])         // [1, 2, 3]
    

  • 遍历方法（遍历顺序为插入顺序）

    • keys()： 返回一个包含集合中所有键的迭代器
    • values()：返回一个包含集合中所有值的迭代器
    • entries(): 返回一个包含Set对象中所有元素
    • forEach(callback, thisArg): 用于对集合成员执行callbackFn操作，如果提供了thisArg参数，回调中的this会是这个参数，回调中的this会是这个参数，没有返回值

    let set = new Set([1, 2, 3])
    
    console.log(set.keys())             // SetIterator {1, 2, 3}
    
    console.log(set.values())           // SetIterator {1, 2, 3}
    
    console.log(set.entries())          // SerIterator {1, 2, 3}
    
    for (let item of set.keys()) {
        console.log(item)               // 1    2   3
    }
    
    for (let item of set.entries()) {
        console.log(item)               // [1, 1]   [2, 2]  [3, 3]
    }
    
    set.forEach((value, key) => {
        console.log(`${key}:${val}`)    // 1:1   2:2  3:3    
    })
     
    

    Set可默认遍历，默认迭代器生成函数是values()方法

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

    所以，Set可以使用map、filter方法

    let set = new Set([1, 2, 3])
    set = new Set([...set].map(item => item * 2))
    console.log([...set])               // [2, 4, 6]
    
    set = new Set([...set].filter(item => item >= 4))
    console.log([...set])               // [4, 6]
    

    因此，Set很容易实现交集(intersect)、并集(union)、差集(difference)

    let set1 = new Set([1, 2, 3])
    let set2 = new Set([4, 3, 2])
    
    let intersect = new Set([...set1].filter(value => set2.has(value)))
    let union = new Set([...set1, ...set2])
    let difference = new Set([...set1].filter(value => !set2.has(value)))
    
    console.log(intersect)  // Set {2, 3}
    console.log(union)      // Set {1, 2, 3, 4}
    console.log(difference) // Set {1}
    

WeakSet

WeakSet 对象允许你将弱引用对象储存在一个集合中

WeakSet 与 Set 的区别：

• WeakSet 只能储存对象引用，不能存放值，而 Set 对象都可以

• WeakSet 对象中储存的对象值都是被弱引用的，则这个对象将会被垃圾回收掉（不考虑该对象还存放于 WeakSet 中），所以 WeakSet 对象里有多少个成员元素，取决于垃圾回收机制有没有运行，运行前后成员个数可能不一致，遍历结束之后，有的成员可能被垃圾回收了，WeakSet 对象是无法被遍历的（ES6 规定 WeakSet 不可遍历），也没有办法拿到它包含的所有元素

• 属性：

  • constructor: 构造函数，任何一个具有 Iterable 接口的对象，都可以作为参数

• 方法：

  • add(value): 在 WeakSet 对象中添加一个元素value
  • has(value): 判断WeakSet 对象中是否包含value
  • delete(value): 删除元素value

  let ws = new WeakSet()
  let obj = {}
  let foo = {}
  
  ws.add(window)
  ws.add(obj)
  
  ws.has(window)      // true
  ws.has(foo)         // false
  
  ws.delete(window)   // true
  ws.delete(window)   // false
  

字典（Map）

Map 对象保存键值对。任何值(对象或者原始值) 都可以作为一个键或一个值。

Objects 和 Maps 类似的是，它们都允许你按键存取一个值、删除键、检测一个键是否绑定了值。因此（并且也没有其他内建的替代方式了）过去我们一直都把对象当成 Maps 使用。不过 Maps 和 Objects 有一些重要的区别，在下列情况里使用 Map 会是更好的选择：

• 一个Object的键只能是字符串或者 Symbols，但一个 Map 的键可以是任意值，包括函数、对象、基本类型。
• Map 中的键值是有序的，而添加到对象中的键则不是。因此，当对它进行遍历时，Map 对象是按插入的顺序返回键值。
• 你可以通过 size 属性直接获取一个 Map 的键值对个数，而 Object 的键值对个数只能手动计算。
• Map 可直接进行迭代，而 Object 的迭代需要先获取它的键数组，然后再进行迭代。
• Object 都有自己的原型，原型链上的键名有可能和你自己在对象上的设置的键名产生冲突。虽然 ES5 开始可以用 map = Object.create(null) 来创建一个没有原型的对象，但是这种用法不太常见。
• Map 在涉及频繁增删键值对的场景下会有些性能优势。

集合 与 字典 的区别：

• 共同点：集合、字典 可以储存不重复的值
• 不同点：集合 是以[value, value]的形式储存元素，字典 是以[key, value]的形式储存

const map = new Map()
const obj = { p: 'haha' }

map.set(obj, 'content')
map.get(obj)                // content

map.has(obj)                // true
map.delete(obj)             // true
map.has(obj)                // false

任何具有 Iterator 接口、且每个成员都是一个双元素的数组的数据结构都可以当作 Map 构造函数的参数，例如

const set = new Set([
    ['foo', 1],
    ['bar', 2]
])

const m1 = new Map(set)
m1.get('foo')               // 1

const m2 = new Map([
    ['baz', 3]
])

const m3 = new Map(m2) 
m3.get('baz')               // 3

如果是读取一个未知的值，则返回 undefined

new Map().get('aaaa')       // 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。

const 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。

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，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。

    let map = new Map()
    
    map.set(-0, 123)
    map.get(+0)                 // 123
    
    map.set(true, 123)
    map.set('true', 333)
    map.get(true)               // 123
    
    map.set(undefined, 3);
    map.set(null, 4);
    map.get(undefined)          // 3
    
    map.set(NaN, 123);
    map.get(NaN)                // 123

Map 的属性及方法

• 属性:

  • constructor: 构造函数

  • size: 返回字典中所包含的元素个数

      const map = new Map([
          ['a', '1'],
          ['b', '2']
      ])
      console.log(map.size)   // 2
  

• 操作方法：

  • set(key, value)：向字典中添加新元素
  • get(key)：通过键查找特定的数值并返回
  • has(key)：判断字典中是否存在键key
  • delete(key)：通过键 key 从字典中移除对应的数据
  • clear()：将这个字典中的所有元素删除

• 遍历方法：

  • Keys()：将字典中包含的所有键名以迭代器形式返回
  • values()：将字典中包含的所有数值以迭代器形式返回
  • entries()：返回所有成员的迭代器
  • forEach()：遍历字典的所有成员

  const map = new Map([
      ['a', 1],
      ['b', 2]
  ])
  console.log(map.values())   // MapIterator {1, 2}
  console.log(map.entries())  // MapIterator {"a" => 1, "b" => "2"}
  console.log(map.keys())     // MapIterator {"a", "b"}
  

  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
  

  与其他数据结构的相互转换

  • Map 转 Array

  const map = new Map([[1, 1], [2, 2], [3, 3]])
  console.log([...map])                    // [[1, 1], [2, 2], [3, 3]]
  

  • Array 转 Map

  const map = new Map([[1, 1], [2, 2], [3, 3]])
  console.log(map)                         // Map {1 => 1, 2 => 2, 3 => 3}
  

  • Map 转 Object

    因为 Object 的键名都为字符串，而Map 的键名为对象，所以转换的时候会把非字符串键名转换为字符串键名。

  function mapToObj(map) {
  let obj = Object.create(null)
  for (let [key, value] of map) {
      obj[key] = value
  }
      return obj
  }
  const map = new Map().set('name', 'An').set('des', 'JS')
  mapToObj(map)                               // {name: "An", des: "JS"}
  

  • Object 转 Map

  function objToMap(obj) {
      let map = new Map()
      for (let key of Object.keys(obj)) {
          map.set(key, obj[key])
      }
      return map
  }
  
  objToMap({'name': 'An', 'des': 'JS'})       // Map {"name" => "An", "des" => "JS"}
  

  • Map 转 JSON

  function mapToJson(map) {
      return JSON.stringify([...map])
  }
  
  let map = new Map().set('name', 'An').set('des', 'JS')
  mapToJson(map)                              // [["name","An"],["des","JS"]]
  

  • JSON 转 Map

  function jsonToStrMap(jsonStr) {
    return objToMap(JSON.parse(jsonStr));
  }
  
  jsonToStrMap('{"name": "An", "des": "JS"}') // Map {"name" => "An", "des" => "JS"}
  

WeakMap

WeakMap 对象是一组键值对的集合，其中的键是弱引用对象，而值可以是任意。

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。

WeakMap 中，每个键对自己所引用对象的引用都是弱引用，在没有其他引用和该键引用同一对象，这个对象将会被垃圾回收（相应的key则变成无效的），所以，WeakMap 的 key 是不可枚举的。

• 属性：

  • constructor: 构造函数

• 方法：

  • has(key)：判断是否有 key 关联对象
  • get(key)：返回key关联对象（没有则则返回 undefined）
  • set(key)：设置一组key关联对象
  • delete(key)：移除 key 的关联对象

  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++;
  }, false);
  

总结

• Set

  • 成员唯一、无序且不重复
  • [value, value]，键值与键名是一致的（或者说只有键值，没有键名）
  • 可以遍历，方法有：add、delete、has

• WeakSet

  • 成员都是对象
  • 成员都是弱引用，可以被垃圾回收机制回收，可以用来保存DOM节点，不容易造成内存泄漏
  • 不能遍历，方法有add、delete、has

• Map

  • 本质上是键值对的集合，类似集合
  • 可以遍历，方法很多可以跟各种数据格式转换

• WeakMap

  • 只接受对象作为键名（null除外），不接受其他类型的值作为键名
  • 键名是弱引用，键值可以是任意的，键名所指向的对象可以被垃圾回收，此时键名是无效的
  • 不能遍历，方法有get、set、has、delete