【前端100问】Q4：介绍下 Set、Map、WeakSet 和

写在前面

此系列来源于开源项目：前端 100 问：能搞懂 80%的请把简历给我
为了备战 2021 春招
每天一题，督促自己
从多方面多角度总结答案，丰富知识
介绍下 Set、Map、WeakSet 和 WeakMap 的区别？

正文回答

Set 和 Map 主要的应用场景在于 【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

1. 集合（Set）

ES6 新增的一种新的数据结构，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，用来生成 Set 数据结构。

new Set([iterable]);

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, 2, 1, 1]
[... new Set(arr)]  // [1, 2, 3]

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 加入值的时候，不会发生类型转换，所以 5 和"5"是两个不同的值

let set1 = new Set();
set1.add(5);
set1.add("5");
console.log([...set1]); // [5, "5"]

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 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}

// Set 实例属性
// constructor： 构造函数
// size：元素数量
let set = new Set([1, 2, 3, 2, 1]);

console.log(set.length); // undefined
console.log(set.size); // 3

// Set 实例方法
let set = new Set();
// add(value)：新增，相当于 array里的push
set.add(1).add(2).add(1);

// has(value)：判断集合中是否存在 value
set.has(1); // true
set.has(3); // false
// delete(value)：存在即删除集合中value
set.delete(1);
set.has(1); // false

// clear()：清空集合

Array.from 方法可以将 Set 结构转为数组

const items = new Set([1, 2, 3, 2]);
const array = Array.from(items);
console.log(array); // [1, 2, 3]
// 或
const arr = [...items];
console.log(arr); // [1, 2, 3]

// 遍历方法（遍历顺序为插入顺序）

let set = new Set([1, 2, 3]);
// keys()：返回一个包含集合中所有键的迭代器
console.log(set.keys()); // SetIterator {1, 2, 3}
// values()：返回一个包含集合中所有值得迭代器
console.log(set.values()); // SetIterator {1, 2, 3}
// entries()：返回一个包含Set对象中所有元素得键值对迭代器
console.log(set.entries()); // SetIterator {1, 2, 3}

for (let item of set.keys()) {
  console.log(item);
} // 1  2    3
// entries()：返回一个包含Set对象中所有元素得键值对迭代器
for (let item of set.entries()) {
  console.log(item);
} // [1, 1] [2, 2]  [3, 3]

// forEach(callbackFn, 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，没有返回值
set.forEach((value, key) => {
  console.log(key + " : " + value);
}); // 1 : 1    2 : 2   3 : 3
console.log([...set]); // [1, 2, 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; // true

// 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]

// 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}

2. 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，即垃圾回收机制不考虑 WeakSet 对该对象的应用，如果没有其他的变量或属性引用这个对象值，则这个对象将会被垃圾回收掉（不考虑该对象还存在于 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，有的成员可能取不到了（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

//  constructor：构造函数，任何一个具有 Iterable 接口的对象，都可以作参数
const arr = [
  [1, 2],
  [3, 4],
];
const weakset = new WeakSet(arr);
console.log(weakset);

// 方法
var ws = new WeakSet();
var obj = {};
var foo = {};

// add(value)：在WeakSet 对象中添加一个元素value
ws.add(window);
ws.add(obj);

// has(value)：判断 WeakSet 对象中是否包含value
ws.has(window); // true
ws.has(foo); // false

// delete(value)：删除元素 value
ws.delete(window); // true
ws.has(window); // false

// clear()：清空所有元素，注意该方法已废弃

3. 字典（Map）

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 m = new Map();
const o = { p: "haha" };
m.set(o, "content");
m.get(o); // content

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

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

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

// 如果读取一个未知的键，则返回undefined
new Map().get("asfddfsasadf");
// undefined

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

// 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。
// 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
const map = new Map();

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

//  Map 的键是一个简单类型的值（number、string、boolean），则只要两个值严格相等，Map 将其视为一个键
let map = new Map();

// 0和-0就是一个键
map.set(-0, 123);
map.get(+0); // 123

// true和字符串true则是两个不同的键
map.set(true, 1);
map.set("true", 2);
map.get(true); // 1

// undefined和null也是两个不同的键
map.set(undefined, 3);
map.set(null, 4);
map.get(undefined); // 3

// 虽然NaN不严格相等于自身，但 Map 将其视为同一个键
map.set(NaN, 123);
map.get(NaN); // 123

// 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([
  ["name", "An"],
  ["des", "JS"],
]);

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

const map = new Map([
  ["name", "An"],
  ["des", "JS"],
]);
// entries()：返回所有成员的迭代器
console.log(map.entries()); // MapIterator {"name" => "An", "des" => "JS"}
// keys()：将字典中包含的所有键名以迭代器形式返回
console.log(map.keys()); // MapIterator {"name", "des"}

// 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，比较快速的方法是使用扩展运算符（...）

const reporter = {
  report: function (key, value) {
    console.log("Key: %s, Value: %s", key, value);
  },
};

let map = new Map([
  ["name", "An"],
  ["des", "JS"],
]);
// forEach 方法的回调函数的 this，就指向 reporter
map.forEach(function (value, key, map) {
  this.report(key, value);
}, reporter);
// Key: name, Value: An
// Key: des, Value: JS

// 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"}

4. 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。

// has(key)：判断是否有 key 关联对象
// delete(key)：移除 key 的关联对象
let myElement = document.getElementById("logo");
let myWeakmap = new WeakMap();

// set(key)：设置一组key关联对象
myWeakmap.set(myElement, { timesClicked: 0 });

myElement.addEventListener(
  "click",
  function () {
    // get(key)：返回key关联对象（没有则则返回 undefined）
    let logoData = myWeakmap.get(myElement);
    logoData.timesClicked++;
  },
  false
);

5. 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

一些扩展

// Object 与 Set
// Object
const properties1 = {
  width: 1,
  height: 1,
};
console.log(properties1["width"] ? true : false); // true

// Set
const properties2 = new Set();
properties2.add("width");
properties2.add("height");
console.log(properties2.has("width")); // true

// Object 与 Map
// JS 中的对象（Object），本质上是键值对的集合（hash 结构）
const data = {};
const element = document.getElementsByClassName("App");

data[element] = "metadata";
console.log(data["[object HTMLCollection]"]); // "metadata"