JavaScript 中的 Map 完全指南

JavaScript 中的 Map 完全指南

引言

在 JavaScript 中，Map 是一种用于存储键值对的数据结构，具有灵活的键类型和丰富的方法。相较于传统的对象（Object），Map 提供了更高效的键值对操作方式，特别适合处理大量数据和需要频繁操作键值对的场景。本文将详细介绍 Map 的创建、常用方法、迭代方式，并探讨它与对象的区别和实际应用场景。

1. 创建 Map

使用 new Map() 来创建一个空的 Map。

const map = new Map();

也可以在创建时初始化 Map，传入一个包含键值对的数组：

const map = new Map([
  ["name", "Alice"],
  ["age", 25]
]);
console.log(map); // 输出 Map(2) { 'name' => 'Alice', 'age' => 25 }

2. Map 和对象的对比

在学习 Map 的基本操作之前，我们先来看一下 Map 与传统对象的区别。

特性	Map	对象
键的类型	任何类型（字符串、对象、函数等）	只能是字符串或符号
插入顺序	保持插入顺序	不保证插入顺序
键值对数量	size 属性	手动计算（Object.keys().length）
原型链污染	无	有，继承 Object.prototype
适用场景	频繁操作键值对，大量数据	小规模键值对或需要方法时

通过对比可以看出，Map 在键的类型、插入顺序的保持以及键值对操作的效率上，都有显著的优势。

3. Map 的常用方法

3.1 set(key, value)

用于向 Map 添加一个键值对。如果键已经存在，set 会更新其值。

map.set("name", "Bob");
map.set("age", 30);
console.log(map); // 输出 Map(2) { 'name' => 'Bob', 'age' => 30 }

3.2 get(key)

获取指定键的值，如果键不存在，返回 undefined。

console.log(map.get("name")); // 输出 'Bob'
console.log(map.get("gender")); // 输出 undefined

3.3 has(key)

检查 Map 中是否存在指定的键，返回 true 或 false。

console.log(map.has("name")); // 输出 true
console.log(map.has("gender")); // 输出 false

3.4 delete(key)

删除指定的键值对，返回 true 如果成功删除，否则返回 false。

map.delete("age");
console.log(map); // 输出 Map(1) { 'name' => 'Bob' }

3.5 clear()

清空 Map，删除所有键值对。

map.clear();
console.log(map); // 输出 Map(0) {}

3.6 size

返回 Map 中键值对的数量。

map.set("name", "Alice");
map.set("age", 25);
console.log(map.size); // 输出 2

4. Map 的迭代方法

Map 支持多种迭代方法，可以轻松遍历其中的键值对。

4.1 forEach(callback)

遍历 Map 中的每一个键值对，callback 函数接受三个参数：值、键、Map 本身。

map.forEach((value, key) => {
  console.log(`${key}: ${value}`);
});
// 输出:
// name: Alice
// age: 25

4.2 keys()

返回 Map 中所有键的迭代器（Iterator），可以用 for...of 来遍历。

for (let key of map.keys()) {
  console.log(key);
}
// 输出:
// name
// age

4.3 values()

返回 Map 中所有值的迭代器（Iterator）。

for (let value of map.values()) {
  console.log(value);
}
// 输出:
// Alice
// 25

4.4 entries()

返回 Map 中所有键值对的迭代器，每个键值对会以 [key, value] 的形式返回。

for (let entry of map.entries()) {
  console.log(entry);
}
// 输出:
// [ 'name', 'Alice' ]
// [ 'age', 25 ]

4.5 使用 for...of 遍历 Map

可以直接用 for...of 遍历 Map，默认会调用 entries() 方法，因此会返回 [key, value] 的数组。

for (let [key, value] of map) {
  console.log(`${key}: ${value}`);
}
// 输出:
// name: Alice
// age: 25

5. Map 的应用场景

Map 是一种适合存储键值对的结构，尤其适用于以下场景：

1. 需要使用非字符串类型的键：对象的键只能是字符串或符号，而 Map 可以使用任意数据类型作为键，比如对象、函数等。

   const objKey = { id: 1 };
   const map = new Map();
   map.set(objKey, "Object as key");
   console.log(map.get(objKey)); // 输出 'Object as key'
   

2. 需要频繁操作键值对：Map 在键值对的查找、插入、删除操作上比对象性能更好，适合在频繁操作键值对的场景下使用。

3. 需要保持插入顺序：Map 会按照插入的顺序存储键值对，因此在遍历时顺序是固定的，而对象则不保证插入顺序。

4. 避免原型链污染：对象的键可能会受 Object.prototype 影响，而 Map 没有原型链污染问题，可以安全地存储任意键。

6. 使用 Map 统计字母出现的次数

我们可以通过一个例子来比较使用 Map 和不使用 Map 的差别。假设我们有一个字符串，需要统计其中每个字母出现的次数。Map 非常适合这种键值对存储的场景。

方法 1：不用 Map，使用普通对象

function countLettersWithObject(str) {
  const letterCounts = {}; // 用对象存储字母出现的次数

  for (let letter of str) {
    if (letterCounts[letter]) {
      letterCounts[letter]++;
    } else {
      letterCounts[letter] = 1;
    }
  }

  return letterCounts;
}

const result = countLettersWithObject("hello world");
console.log(result); // 输出: { h: 1, e: 1, l: 3, o: 2, w: 1, r: 1, d: 1 }

方法 2：使用 Map

function countLettersWithMap(str) {
  const letterCounts = new Map(); // 用 Map 存储字母出现的次数

  for (let letter of str) {
    if (letterCounts.has(letter)) {
      letterCounts.set(letter, letterCounts.get(letter) + 1);
    } else {
      letterCounts.set(letter, 1);
    }
  }

  return letterCounts;
}

const resultMap = countLettersWithMap("hello world");
console.log(resultMap); // 输出: Map(7) { 'h' => 1, 'e' => 1, 'l' => 3, 'o' => 2, 'w' => 1, 'r' => 1, 'd' => 1 }

7. WeakMap 简介

WeakMap 是 Map 的一种特殊类型，它的键必须是对象，且是弱引用（即不会阻止对象被垃圾回收）。如果某个对象在其他地方不再被引用，那么即使它是 WeakMap 的键，也会被垃圾回收，这样可以防止内存泄漏。

WeakMap 的特点

1. 只接受对象作为键，不支持基本类型。
2. 键是弱引用，不会阻止垃圾回收。
3. 没有 size 属性、clear 方法和遍历方法（forEach、keys、values、entries），因此不能遍历 WeakMap。

使用场景

WeakMap 通常用于私有属性或私有数据的存储，不希望这些数据影响垃圾回收。它适用于对象间的临时映射关系，且在数据无需遍历的情况下使用。

const weakMap = new WeakMap();
let obj = { id: 1 };

weakMap.set(obj, "some value");
console.log(weakMap.get(obj)); // 输出 'some value'

obj = null; // 删除对象的其他引用
// 在此之后，obj 被垃圾回收，WeakMap 中的键值对也会被清除

总结

Map 是一种强大的键值对数据结构，具有灵活的键类型支持、保持插入顺序、丰富的内置方法等优势，适合存储和操作大量键值对。而 WeakMap 则是一种针对对象键的弱引用 Map，在特定场景中帮助管理内存。希望这些内容能帮助你全面理解和应用 Map！