ES6中的map和set

发布于:2024-12-20 ⋅ 阅读:(11) ⋅ 点赞:(0)

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。

Set本身是一个构造函数,用来生成 Set 数据结构。

以下代码

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

结果表明 Set 结构不会添加重复的值

向Set中加入值不会发生类型转换,所以5"5"是两个不同的值。

前面说到set结构不会添加重复的值意味着set内部会对值进行判断,使用的判断算法叫“Same-value-zero equality”,类似于精确相等符(===),但主要的区别是向Set加入值时认为NaN等于自身,而精确相等符认为NaN不等于自身

Object.is(NaN, NaN) 返回 true 表明使用 Object.is 或者说 Set 内部使用的 “same-value-zero” 算法时,NaN 是等于自身的。

所以下面例子中Set里面只有一个NaN

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

另外两个对象总是不相等的

Array.from()方法可以将Set结构转为数组

所以去重(数组或者字符串)成员可以使用set

[...new Set(array)]
[...new Set('ababbc')].join('')
Array.from(new Set(array));

Set的方法

Set方法 说明
add 添加某个值,但会Set结构本身
delete 删除某个值,返回一个布尔值,表示是否成功
has 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。

WeakSet

虽然也是不重复值的集合,但是跟Set有两个区别

  1. WeakSet的成员只能是对象和symbol值,而不能是其他类型的值
  2. WeakSet中的对象都是弱引用,也就是说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
    • 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
  3. 不能获取 WeakSet 的大小(即包含多少个元素)。

由于 WeakSet 内部有多少个成员,取决于垃圾回收机制有没有运行,运行前后很可能成员个数是不一样的,而垃圾回收机制何时运行是不可预测的,因此 ES6 规定 WeakSet 不可遍历。

WeakSet结构的方法

  1. add()
  2. delete()
  3. has()

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。

如果不使用 WeakSet 来存储 DOM 节点,而使用普通的集合(如 ArraySet)或者其他对象来保存对这些节点的引用,可能会在比如以下几种情况下引发内存泄漏:

  1. 未移除的事件监听器

当为一个 DOM 节点添加了事件监听器,并且该节点从文档中移除后,如果你没有显式地移除这些事件监听器,那么即使该节点已经不在文档中,浏览器仍然会保持对该节点及其事件监听器的引用。这会导致该节点无法被垃圾回收,从而占用不必要的内存。

示例:

const elements = [];
const button = document.createElement('button');

// 添加事件监听器
button.addEventListener('click', () => {
    console.log('Button clicked');
});

// 将节点存储在一个普通数组中
elements.push(button);

// 从文档中移除节点
document.body.removeChild(button);
// 如果不移除事件监听器,按钮不会被垃圾回收
  1. 长时间存在的缓存

如果你在应用中使用了某种形式的缓存来存储 DOM 节点或与它们相关联的数据,并且这些缓存没有适当的清理机制,那么当 DOM 节点从文档中移除时,这些缓存仍然会持有对节点的引用,导致它们无法被垃圾回收。

示例:

const cache = new Map();

function cacheElement(element) {
    cache.set(element, { data: 'some data' });
}

const div = document.createElement('div');
cacheElement(div);

// 从文档中移除节点
document.body.removeChild(div);

// 缓存仍然持有对 div 的引用
console.log(cache.has(div)); // true
  1. 全局变量或闭包中的引用

如果你将 DOM 节点存储在全局变量中,或者通过闭包等方式间接持有对节点的引用,那么即使这些节点已经从文档中移除,它们也不会被垃圾回收,因为它们仍然可以通过这些全局变量或闭包访问到。

示例:

javascript深色版本

let globalNode;

function createAndCacheNode() {
    const node = document.createElement('div');
    globalNode = node; // 全局变量持有对节点的引用

    return node;
}

const node = createAndCacheNode();
document.body.appendChild(node);

// 从文档中移除节点
document.body.removeChild(node);

// 全局变量仍然持有对节点的引用
console.log(globalNode === node); // true

Map

JS的数据对象(Obejct),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(一定程度上对其的使用有限制)

比如下面代码

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]

“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。(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。)

如果需要“键值对”的数据结构,Map 构造函数比 Object 更合适。

具有极快的查找速度

在n中有很长的数据,但是利用Map则查找十分迅速:

const m=new map(['Kris',21],['Bob',19],['Lily',25],['Jack',27]);
m.get('Kris');   //  21
m.get('Lily');   //  25

初始化Map需要一个二维数组,或者直接初始化一个空Map,

let m=new Map();
//-----------------------
const m=new map(['Kris',21],['Bob',19],['Lily',25],['Jack',27]);
m.get('Kris');   //  21
m.get('Lily');   //  25

Map构造函数接受数组作为参数,实际执行的是以下算法

const items = [['name', '张三'], ['title', 'Author']]
const map = new Map()

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

在ES6中有使用map对象和set对象,当作Map构造函数的参数,结果都生成了新的Map对象

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(详见《Iterator》一章)都可以当作Map构造函数的参数。这就是说,SetMap都可以用来生成新的 Map。

例如

const set = 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

这里或许有疑问就是Map不是只接受值吗,为什么这里使用了键值对形式却能接受并生成set

原因:

  • 虽然Set通常用于存储唯一的值,但是也可以存储任何类型的数据结构,包括键值对(即每个成员是一个双元素数组)
  • Map 构造函数会遍历传入的可迭代对象,并假设每个成员是一个 [key, value] 形式的数组。
  • 如果将一个 Set 传递给 Map 构造函数,并且 Set 中的每个成员都是一个双元素数组,那么 Map 会将这些数组解释为键值对,并创建相应的 Map
  • 如果 Set 中的每个成员都是一个双元素数组,那么 Map 构造函数会将这些数组解释为键值对,并创建相应的 Map

Map易错点

const map = new Map();

map.set(['a'], 555);
map.get(['a']) // undefined

上面代码的setget方法,表面是针对同一个键,但实际上这是两个不同的数组实例,内存地址是不一样的,因此get方法无法读取该键,返回undefined

注意这里的[‘a’]是两个不同的数组实例,内存地址不一样

,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0-0就是一个键,布尔值true和字符串true则是两个不同的键。另外,undefinednull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。

Map的方法

Map方法 说明
set(key, val): 向Map中添加新元素
get(key): 通过键值查找特定的数值并返回
has(key): 判断Map对象中是否有Key所对应的值,有返回true,否则返回false
delete(key): 通过键值从Map中移除对应的数据
clear(): 将这个Map中的所有元素删除

一个key只能对应一个value,所以多次对一个key放入value,后面的值会把前面的值冲掉

Map的使用场景

  1. 需要动态键的数据存储

当需要存储的数据键不是静态的字符串或符号时,Map 是一个更好的选择。Map 允许任何类型的值作为键,包括对象、函数、甚至其他 MapSet

示例:

const map = new Map();
const keyObj = { id: 1 };
const keyFunc = () => "hello";

map.set(keyObj, "value associated with keyObj");
map.set(keyFunc, "value associated with keyFunc");

console.log(map.get(keyObj)); // "value associated with keyObj"
console.log(map.get(keyFunc)); // "value associated with keyFunc"
  1. 频繁的增删操作

Map 在增删操作上的性能通常优于普通对象。对于频繁的插入和删除操作,Map 提供了更高效的方法,如 .set(), .delete(), 和 .clear()

示例:

const map = new Map();
map.set('key1', 'value1');
map.set('key2', 'value2');

// 删除一个键值对
map.delete('key1');

// 清空整个 Map
map.clear();
  1. 保持插入顺序

Map 会按照插入的顺序迭代其元素,这对于需要维护键值对顺序的场景非常有用。相比之下,普通对象的属性顺序在某些情况下是不确定的。

示例:

const map = new Map([
  ['first', 'value1'],
  ['second', 'value2'],
  ['third', 'value3']
]);

for (let [key, value] of map) {
  console.log(`${key}: ${value}`);
}
// 输出:
// first: value1
// second: value2
// third: value3
  1. 计数器或频率统计

Map 可以用于统计某个值出现的次数,特别适合处理数组中的重复项或其他形式的频率统计。

示例:

const words = ['apple', 'banana', 'apple', 'orange', 'banana', 'apple'];

const wordCounts = new Map();
for (const word of words) {
  wordCounts.set(word, (wordCounts.get(word) || 0) + 1);
}

console.log(wordCounts); // Map(3) { 'apple' => 3, 'banana' => 2, 'orange' => 1 }
  1. 缓存机制

Map 可以用于实现简单的缓存机制,特别是在需要根据键来快速查找和更新数据的情况下。你可以使用 Map 来存储计算结果,避免重复计算。

示例:

const cache = new Map();

function fibonacci(n) {
  if (cache.has(n)) {
    return cache.get(n);
  }

  let result;
  if (n <= 1) {
    result = n;
  } else {
    result = fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
  }

  cache.set(n, result);
  return result;
}

console.log(fibonacci(10)); // 55
console.log(cache); // Map(11) { 0 => 0, 1 => 1, 2 => 1, 3 => 2, 4 => 3, 5 => 5, 6 => 8, 7 => 13, 8 => 21, 9 => 34, 10 => 55 }
  1. 关联复杂对象

Map 可以用于将复杂对象(如 DOM 节点、函数等)与元数据关联起来,而不会修改这些对象本身。这在处理事件监听器、组件状态等场景中非常有用。

示例:

const elements = document.querySelectorAll('button');
const elementData = new Map();

elements.forEach(element => {
  elementData.set(element, { clicks: 0 });
  element.addEventListener('click', () => {
    const data = elementData.get(element);
    data.clicks++;
    console.log(`Button clicked ${data.clicks} times`);
  });
});
  1. 替代普通对象

在某些情况下,Map 可以替代普通对象,尤其是在你需要动态添加或删除属性,或者需要更高效的性能时。Map 提供了更多的内置方法和更好的性能特性。

示例:

const userPreferences = new Map([
  ['theme', 'dark'],
  ['language', 'en']
]);

userPreferences.set('timezone', 'UTC+8');

console.log(userPreferences.get('theme')); // 'dark'
console.log(userPreferences.size); // 3
  1. 处理大型数据集

Map 在处理大型数据集时表现出色,特别是当数据集包含大量键值对时。Map 的迭代、查找和更新操作都比普通对象更高效。

示例:

const largeDataSet = new Map();
for (let i = 0; i < 1000000; i++) {
  largeDataSet.set(i, `value${i}`);
}

console.log(largeDataSet.get(500000)); // 'value500000'
  1. 多线程环境下的共享数据

在 Web Workers 或 Node.js 的多线程环境中,Map 可以用于在不同线程之间共享数据,因为它提供了更安全和高效的并发访问方式。

示例:

// 主线程
const worker = new Worker('worker.js');
const sharedData = new Map();

worker.postMessage(sharedData);

// worker.js
self.onmessage = function(e) {
  const map = e.data;
  console.log(map.get('key'));
};
  1. 避免原型链污染

普通对象的属性查找会沿着原型链进行,这可能导致意外的行为或冲突。Map 不依赖于原型链,因此可以避免这些问题,特别是在你不确定对象的来源或结构时。

示例:

const obj = {};
obj.__proto__.foo = 'bar'; // 污染了原型链

console.log(obj.foo); // 'bar'

const map = new Map();
map.set('foo', 'baz');

console.log(map.get('foo')); // 'baz'

WeakMap

与Map的却别

  1. weakMap只接受对象(NULL除外)和Symbol值作为键名,不接受其它类型的值作为键名

    • const map = new WeakMap();
      map.set(1, 2) // 报错
      map.set(null, 2) // 报错
      map.set(Symbol(), 2) // 不报错
      
  2. WeakMap的键名所指向的对象,不计入垃圾回收机制。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(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。),注意是键名,而不是键值,键值依然是正常引用

  3. 没有遍历操作,没有size属性,无法清空

设计目的是:有时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,所以设计出WeakMap解决这个问题

第2条例子说明解释

const e1 = document.getElementById('foo');
const e2 = document.getElementById('bar');
const arr = [
  [e1, 'foo 元素'],
  [e2, 'bar 元素'],
];
// 对这两个对象添加一些文字说明,这就形成了对e1和e2的引用

//如果不再需要这两个对象,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
arr[0] = null
arr[1] = null
// 这样的手动删除的方法很容易忘记写然后造成内存泄漏

键值是正常应用,所以WeakMap外部消除了obj的引用,WeakMap内部的引用依然存在

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

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

一个典型应用场景是,在网页的 DOM 元素上添加数据,就可以使用WeakMap结构。

WeakMap结构的方法

  1. get()
  2. set()
  3. has()
  4. delete()

用途

WeakMap 应用的典型场合就是 DOM 节点作为键名。下面是一个例子。

let myWeakmap = new WeakMap();

myWeakmap.set(
  document.getElementById('logo'),
  {timesClicked: 0})
;

document.getElementById('logo').addEventListener('click', function() {
  let logoData = myWeakmap.get(document.getElementById('logo'));
  logoData.timesClicked++;
}, false);

上面代码中,document.getElementById('logo')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,对应的键名就是这个节点对象。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。

WeakMap 的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);
    _action.set(this, action);
  }
  dec() {
    let counter = _counter.get(this);
    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

上面代码中,Countdown类的两个内部属性_counter_action,是实例的弱引用,所以如果删除实例,它们也就随之消失,不会造成内存泄漏。

WeakRef

是基于弱引用的数据结构

ES2021提供了WeakRef对象用于直接创建对象的弱引用

let target = {}
let wr = new WeakRef(target)
// wr属于对target的弱引用。垃圾回收机制不会计入这个引用,wr的引用不会妨碍原始对象target被垃圾回收机制清除

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