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第4题:Set、Map、WeakSet 和 WeakMap 的区别是什么

2019-06-03 分类:壹题 作者:码云 阅读(5269)

前端经典面试题第4题详细介绍下Set、Map、WeakSet和WeakMap的区别有哪些?

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

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。

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new Set([iterable])

举个栗子:

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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]

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。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 Set 认为NaN等于自身,而精确相等运算符认为NaN不等于自身。

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

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

Set实例属性

  • constructor:构造函数
  • size:元素数量
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let set = new Set([1, 2, 3, 2, 1])

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

Set实例方法

(1)操作方法

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

实例展示:

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let set = new Set()
set.add(1).add(2).add(1)

set.has(1)  // true
set.has(3)  // false
set.delete(1)  
set.has(1)  // false

Array.from方法可以将Set结构转为数组

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

(2)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得迭代器
  • entries():返回一个包含Set对象中所有元素得键值对迭代器
  • 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

实例展示:

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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())  // SetIterator {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 + ' : ' + 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

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

所以, Set可以使用 map、filter 方法

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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)

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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,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

属性:

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

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const arr = [[1, 2], [3, 4]]
const weakset = new WeakSet(arr)
console.log(weakset)

WeakSet 对象允许你将弱引用对象储存在一个集合中

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
  • clear():清空所有元素,注意该方法已废弃
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var ws = new WeakSet()
var obj = {}
var foo = {}

ws.add(window)
ws.add(obj)

ws.has(window)  // true
ws.has(foo) // false

ws.delete(window)   // true
ws.has(window)  // false

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
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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的数据结构都可以当作Map构造函数的参数,例如:

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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。

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new Map().get('asfddfsasadf')
// 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。

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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。

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let map = new Map();

map.set(-0, 123);
map.get(+0) // 123

map.set(true, 1);
map.set('true', 2);
map.get(true) // 1

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
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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

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
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const map = new Map([
            ['name', 'An'],
            ['des', 'JS']
        ]);
console.log(map.entries())  // MapIterator {"name" => "An", "des" => "JS"}
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。

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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(...)。

对于forEach,看一个例子

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

let map = new Map([
    ['name', 'An'],
    ['des', 'JS']
])
map.forEach(function(value, key, map) {
  this.report(key, value);
}, reporter);
// Key: name, Value: An
// Key: des, Value: JS

在这个例子中,forEach方法的回调函数的this,就指向reporter

与其他数据结构的相互转换

  1. Map 转 Array
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    const map = new Map([[1, 1], [2, 2], [3, 3]])
    console.log([...map])   // [[1, 1], [2, 2], [3, 3]]
  2. Array 转 Map
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    const map = new Map([[1, 1], [2, 2], [3, 3]])
    console.log(map)    // Map {1 => 1, 2 => 2, 3 => 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。
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    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"}
  4. Object 转 Map
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    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"}
  5. Map 转 JSON
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    function mapToJson(map) {
        return JSON.stringify([...map])
    }

    let map = new Map().set('name', 'An').set('des', 'JS')
    mapToJson(map)  // [["name","An"],["des","JS"]]
  6. JSON 转 Map
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    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
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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

扩展:Object与Set、Map

1.Object 与 Set

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// 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

2.Object 与 Map
JS中的对象(Object),本质上是键值对的集合(hash结构)

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const data = {};
const element = document.getElementsByClassName('App');

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

但当以一个DOM节点作为对象 data 的键,对象会被自动转化为字符串[Object HTMLCollection],所以说,Object 结构提供了 字符串-值 对应,Map则提供了 值-值 的对应

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