ES6标准入门 摘要 (Set & Map)

Set

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。

const s = new Set();

[2, 3, 5, 4, 5, 2, 2].forEach(x => s.add(x));

for (let i of s) {
  console.log(i);
}
// 2 3 5 4
// add方法是Set类型的实例方法,用来添加成员

// 可用来做数组去重
const set = new Set([1, 2, 3, 4, 4]);
[...set]
// [1, 2, 3, 4]

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。

Set实例的属性和方法
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。

####### 方法

Set.prototype.add(value):添加某个值,返回 Set 结构本身。
Set.prototype.delete(value):删除某个值,返回一个布尔值,表示删除是否成功。
Set.prototype.has(value):返回一个布尔值,表示该值是否为Set的成员。
Set.prototype.clear():清除所有成员,没有返回值。

Array.from方法可以将 Set 结构转为数组。

遍历操作

Set.prototype.keys():返回键名的遍历器
Set.prototype.values():返回键值的遍历器
Set.prototype.entries():返回键值对的遍历器
Set.prototype.forEach():使用回调函数遍历每个成员

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。故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。

let set = new Set(['red', 'green', 'blue']);

for (let item of set.entries()) {
  console.log(item);
}
// ["red", "red"]
// ["green", "green"]
// ["blue", "blue"]

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。这意味着,可以省略values方法,直接用for...of循环遍历 Set。

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

let set = new Set(['red', 'green', 'blue']);

for (let x of set) {
  console.log(x);
}
// red
// green
// blue

使用 Set 可以很容易地实现并集(Union)、交集(Intersect)和差集(Difference)。

let a = new Set([1, 2, 3]);
let b = new Set([4, 3, 2]);

// 并集
let union = new Set([...a, ...b]);
// Set {1, 2, 3, 4}

// 交集
let intersect = new Set([...a].filter(x => b.has(x)));
// set {2, 3}

// 差集 
let difference = new Set([...a].filter(x => !b.has(x)));
// Set {1}  以上语句返回a中有而b中没有的
WeakSet

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。

首先,WeakSet 的成员只能是对象,而不能是其他类型的值。

其次,WeakSet 中的对象都是弱引用,即垃圾回收机制不考虑 WeakSet 对该对象的引用,也就是说,如果其他对象都不再引用该对象,那么垃圾回收机制会自动回收该对象所占用的内存,不考虑该对象还存在于 WeakSet 之中。,即WeakSet中存储的对象,只要外部不再引用就会被回收。

// WeakSet 可以接受一个数组或类似数组的对象作为参数
let a = [1, 2];
let b = [3, 4];
let ws = new WeakSet([a, b]);
a = null; // 即可以回收a代表的这个对象,尽管ws中还引用着

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。

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

const b = [3, 4];
const ws = new WeakSet(b);
// Uncaught TypeError: Invalid value used in weak set(…)

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。数组b的成员不是对象,加入 WeaKSet 就会报错。

实例方法

WeakSet.prototype.add(value):向 WeakSet 实例添加一个新成员。
WeakSet.prototype.delete(value):清除 WeakSet 实例的指定成员。
WeakSet.prototype.has(value):返回一个布尔值,表示某个值是否在 WeakSet 实例之中。

没有size和forEach属性,所以不能遍历,是因为成员都是弱引用,随时可能消失(外部不再引用),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。

Map

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。

const data = {};
const element = document.getElementById('myDiv');

data[element] = 'metadata';
// 等同于
data['[object HTMLDivElement]'] // "metadata"
'[object HTMLDivElement]' === element.toString();

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。

实例方法和属性
属性

size属性返回 Map 结构的成员总数。

方法

Map.prototype.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。

// 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');

Map.prototype.get(key): get方法读取key对应的键值,如果找不到key,返回undefined。

Map.prototype.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

Map.prototype.delete(key): delete方法删除某个键,返回true。如果删除失败,返回false。

Map.prototype.clear(): clear方法清除所有成员,没有返回值。


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

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"

如果对同一个键多次赋值,后面的值将覆盖前面的值。如果读取一个未知的键,则返回undefined。

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
// 两个['a']的内存地址明显不一样

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

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。

遍历方法

Map.prototype.keys():返回键名的遍历器。
Map.prototype.values():返回键值的遍历器。
Map.prototype.entries():返回所有成员的遍历器。
Map.prototype.forEach():遍历 Map 的所有成员。

Map 的遍历顺序就是插入顺序。

for (let [key, value] of map.entries()) {
  console.log(key, value);
}
// "F" "no"
// "T" "yes"

// 等同于使用map.entries()
// Map 结构的默认遍历器接口(Symbol.iterator属性),就是entries方法。
for (let [key, value] of map) {
  console.log(key, value);
}
// "F" "no"
// "T" "yes"

Map 结构转为数组结构,比较快速的方法是使用扩展运算符(...)。

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']]
WeakMap

WeakMap结构与Map结构类似,也是用于生成键值对的集合。

首先,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。

其次,WeakMap的键名所指向的对象,不计入垃圾回收机制。

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。

const e1 = document.getElementById('foo');
const e2 = document.getElementById('bar');
const arr = [
  [e1, 'foo 元素'],
  [e2, 'bar 元素'],
];

// 必须手动删除引用
arr [0] = null;
arr [1] = null;

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。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。

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。

const wm = new WeakMap();

const element = document.getElementById('example');

wm.set(element, 'some information');
wm.get(element) // "some information"

// WeakMap 里面对element的引用就是弱引用,不会被计入垃圾回收机制。
// 也就是说,上面的 DOM 节点对象的引用计数是1,而不是2
// 即DOM节点对象只被element变量引用 而不被wm引用
// 一旦消除对该节点的引用,它占用的内存就会被垃圾回收机制释放
// wm保存的这个键值也会自动消失

WeakMap 弱引用的只是键名,而不是键值。键值依然是正常引用。

const wm = new WeakMap();
let key = {};
let obj = {foo: 1};

wm.set(key, obj);
obj = null;
wm.get(key)
// Object {foo: 1}

WeakMap只有四个方法可用:get()、set()、has()、delete()。

WeakMap 的示例

首先,打开 Node 命令行。

$ node --expose-gc
// --expose-gc参数表示允许手动执行垃圾回收机制。
/ 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;
null

// 再次执行垃圾回收
> global.gc();
undefined

// 内存占用 heapUsed 变回 4M 左右,
// 可以看到 WeakMap 的键名引用没有阻止 gc 对内存的回收
> process.memoryUsage();
{ rss: 20639744,
  heapTotal: 8425472,
  heapUsed: 3979792,
  external: 8956 }
WeakMap的用途
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);

上面代码中,myElement是一个 DOM 节点,每当发生click事件,就更新一下状态。我们将这个状态作为键值放在 WeakMap 里,对应的键名就是myElement。一旦这个 DOM 节点删除,该状态就会自动消失,不存在内存泄漏风险。

另一个用处是部署私有属性

const _counter = new WeakMap();
const _action = new WeakMap();

class Countdown {
  constructor(counter, action) {
    _counter.set(this, counter);
    // _counter 以this为key 存储实例传进来的counter为 value
    _action.set(this, action);
  }
  dec() {
    let counter = _counter.get(this);
    // 相当于就是获取实例传进来的counter 只能通过这种方法获取
    // 因为没有在constructor 中使用 this.counter = counter
    // 所有此时就相当于是私有属性,实例无法访问
    if (counter < 1) return;
    counter--;
    _counter.set(this, counter);
    if (counter === 0) {
      _action.get(this)();
    }
  }
}

const c = new Countdown(2, () => console.log('DONE'));

c.dec()
c.dec()
// DONE

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