美文网首页复习基础
ES6之Set和Map数据结构深入学习

ES6之Set和Map数据结构深入学习

作者: 雨飞飞雨 | 来源:发表于2017-09-21 22:41 被阅读121次

    1.Set

    基本用法

    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。

    const sss = new Set();
    
    [2,3,4,5,6,2,3,4].forEach(x=>sss.add(x));
    
    for(let i of sss){
    console.log(i)
    }
     2
     3
     4
     5
     6
    

    上面代码通过add方法向Set结构加入成员,结果表明Set结构不会添加重复的值。
    Set函数可以接受一个数组(或者具有iterable接口的其他数据结构)作为参数,用来初始化。

    //例子一
    const set = new Set([1,2,3,4,4]);
    [...set]
    //[1,2,3,4]
    
    //例子二
    const items = new Set([1,2,3,4,5,5,5,5]);
    items.size //5
    
    //例子三
    function divs(){
        return [...document.querySelectorAll('div')]
    }
    
    const set = new Set(divs());
    set.size //56
    
    //类似于
    divs().forEach(div=>set.add(div));
    set.size //56
    

    上面代码中,例一和例二都是Set函数接受数组作为参数,例三是接受类似数组的对象作为参数。

    上面代码中,也展示了一种去除数组重复成员的方法。

    //去除数组的重复成员
    [...new Set(array)]
    

    向Set加入值,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相等,使用的算法叫做 "Same-value 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)
    

    上面代码向Set实例添加了两个NaN,但是只能加入一个,这表明,在Set内部,两个NaN是相等。

    另外,两个对象总是不相等的。

    let set = new Set();
    undefined
    set.add({});
    Set(1) {{…}}
    set.add({});
    Set(2) {{…}, {…}}
    

    添加对象直接添加成功,由于两个空对象不相等,所以他们被视为两个值。

    Set实例的属性和方法

    Set结构的实例有以下属性。

    • 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。

    Set实例的方法分为两大类:操作方法(用于操作数据)和遍历方法(用于便利成员)。下面介绍四种操作方法。

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

    上面这些属性和方法的实例如下。

    s.add(1).add(2).add(2);
    // 注意2被加入了两次
    
    s.size // 2
    
    s.has(1) // true
    s.has(2) // true
    s.has(3) // false
    
    s.delete(2);
    s.has(2) // false
    

    下面是一个对比,看看判断是否包括一个键上面,Object结构和Set结构的写法不同。

    //对象的写法
    const properties = {
        'width':1,
        'height':1
    }
    
    if(properties[someName]){
        //do something
    }
    
    //Set的写法
    const properties = new Set();
    
    properties.add('witdh');
    properties.add('height');
    
    if(properties.has(someName)){
        //do something
    }
    

    Array.from方法可以将Set结构转为数组。

    const items = new Set([1,2,3,4,5]);
    const array = Array.from(items);
    

    这就提供了去除数组重复成员的另一种方法。

    function dedupe(array){
        return Array.from(new Set(array));
    }
    dedupe([1,1,2,3]) //[1,2,3]
    
    

    遍历操作

    Set结构的实例有四个遍历方法,可以用于遍历成员。

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

    需要特别指出的是,set的遍历顺序就是插入顺序,这个特性有时特别有用,比如使用set保存一个回调函数列表,调用时就能保证添加顺序调用。

    (1) keys(),values(),entries()

    keys方法,values方法,entries()方法返回的都是遍历器对象,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。

    let set =  new Set(['red','green','blue']);
    for (let item of set.keys()){
        console.log(item);
    }
    //red
    //green
    //blue
    
    for (let item of set.values){
        console.log(item);
    }
    //red
    //green
    //blue
    
    for (let item of set.entries()){
        console.log(item);
    }
    
    //['red','red']
    //['green',green]
    //['blue','blue']
    
    

    上面代码中,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。
    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。

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

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

    let set = new Set(['red','green','blue']);
    for (lex x of set){
        console.log(x);
    }
    

    (2) forEach()
    Set结构的实例的forEach方法,鳙鱼对每个成员执行某种操作,没有返回值。

    let set = new Set([1,2,3]);
    set.forEach((value,key) => console.log(value*2))
    //2
    //4
    //6
    

    上面代码说明,forEach方法的参数就是一个处理函数。该函数的参数依次为键值、键名、集合本身(上例省略了该参数)。另外,forEach方法还可以有第二个参数,表示绑定的this对象。

    (3) 遍历的应用
    扩展运算符(...)内部使用for...of循环,所以也可以用于set结构

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

    扩展运算符合set结构相结合,就可以去除数组的重复成员。

    let arr = [3,5,2,2,5,5];
    let unique = [...new Set(arr)];
    

    而且数组的map和filter方法也可以用于Set了。

    let set = new Set([1,2,3]);
    set = new Set([...set].map(x=>x*2));
    //返回set结构:{2,4,6}
    
    let set = new Set([1,2,3,4,5]);
    set = new Set([...set].filter(x=>(x % 2)==0));
    返回set结构:{2,4}
    

    因此使用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}
    

    如果想在遍历操作中,同步改变原来的Set结构,目前没有直接的办法,但有两种变通方法,一种是利用原Set结构映射出一个新的结构,然后赋值给原来的Set结构;另一种是利用Arrray.from方法。

    //方法一
    let set =new Set([1,2,3]);
    set = new Set([...Set].map(val => val*2));
    
    //方法二
    let set = new Set([1,2,3]);
    set = new Set(Array.from(set,val => val*2));
    

    上面代码提供了两种方法,直接在遍历操作中改变原来的Set结构。

    2.WeakSet

    含义

    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。

    const wx = new WeakSet();
    wx.add(1);
    VM140:1 Uncaught TypeError: Invalid value used in weak set
        at WeakSet.add (native)
        at <anonymous>:1:4
    (anonymous) @ VM140:1
    wx.add(Symbol());
    VM190:1 Uncaught TypeError: Invalid value used in weak set
        at WeakSet.add (native)
        at <anonymous>:1:4
    

    上面代码试图向WeakSet添加一个数值和Symbol值,因为WeakSet只能放置对象,所以报错了!

    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。

    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。

    由于上面这个特点,WeakSet 的成员是不适合引用的,因为它会随时消失。另外,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。

    这些特点同样适用于本章后面要介绍的 WeakMap 结构。


    语法

    WeakSet是一个构造函数,可以使用new命令,创建WeakSet数据结构。

    const ws = new WeakSet();
    

    作为构造函数,WeakSet可以接受一个数组或类似数组的对象作为参数。实际上,任何具有Iterable接口的对象,都可以作为WeakSet的参数。该数组的所有成员,都会自动成为WeakSet实例对象的成员。

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

    上面代码中,a是一个数组,它有两个成员,也都是数组。将a作为 WeakSet 构造函数的参数,a的成员会自动成为 WeakSet 的成员。

    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。

    const b = [3,4];
    
    const ws = new WeakSet(b);
    VM622:1 Uncaught TypeError: Invalid value used in weak set
        at WeakSet.add (native)
        at new WeakSet (native)
        at <anonymous>:1:12
    

    上面代码中,数组b的成员不是对象,加入WeakSet就会报错。
    WeakSet结构有以下三个方法。

    • 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,标识某个值是否存在WeakSet实例之中。
    const ws = new WeakSet();
    const obj = {};
    const foo = {};
    
    ws.add(window);
    ws.add(obj);
    
    ws.has(window); //true
    ws.has(obj); //true
    
    ws.delete(window);
    ws.has(window);
    

    WeakSet没有size属性,没有办法遍历它的成员。

    ws.size
    VM973:1 Uncaught ReferenceError: ws is not defined
        at <anonymous>:1:1
        
    ws.forEach
    VM1008:1 Uncaught ReferenceError: ws is not defined
        at <anonymous>:1:1
    (anonymous) @ VM1008:1
    

    上面代码试图获取size和forEach属性,结构都不能成功。

    WeakSet 不能遍历,是因为成员都是弱引用,随时可能消失,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。

    下面是另一个例子。

    const foos = new WeakSet();
    class Foo {
        constructor(){
            foos.add(this);
        }
        method(){
            if(!foos.has(this)){
                throw new TypeError('Foo.prototype.method 只能在Foo实例上调用!');
            }
        }
    }
    

    上面代码保证了Foo的实例方法,只能在Foo的实例上调用。这里使用WeakSet的好处是,foos对实例的引用,不会被计入内存回收机制,所以删除实例的时候,不用考虑foos,也不会出现内存泄漏。

    3.Map

    含义和基本用法

    JavaScript的对象(Object),本质上市键值对的集合(Hash结构),但是传统上只能用字符串当做键,这给它的使用带来了很大的限制。

    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data的键,但是因为对象的键名只能是字符串,所以就把对象element自动转为字符串[object HTMLDivElement].

    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'范围不限于字符串,各种类型的值(包括对象)都可以当做键。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。

    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
    

    上面代码使用 Map 结构的set方法,将对象o当作m的一个键,然后又使用get方法读取这个键,接着使用delete方法删除了这个键。

    上面的例子展示了如何向 Map 添加成员。作为构造函数,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"
    

    上面代码在新建Map实例时,就制定了两个键name和title。
    Map构造函数接受数组作为参数,实际上执行的是下面的书法。

    const items = [['name','zhangsan'],['title','Author']];
    const map = new Map();
    items.forEach(([key,value])=>map.set(key,value));
    

    事实上,不仅仅是数组,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。这就是说,Set和Map都可以用来生成新的Map

    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
    

    上面代码中,我们分别使用Set对象和Map对象,当作Map构造函数的参数,结果都生成了新的Map对象。

    如果对同一个键多次赋值,后面的值将覆盖前面的值。

    const map = new Map();
    
    map.set(1,'aaa')
    .set(1,'bbb');
    
    map.get(1); //'bbb'
    

    上面代码对键连续赋值了两次,后一次的值覆盖前一次的值。
    如果读取一个未知的值,则返回undefined。

    new Map().get('dddddd'); //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。

    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方法无法读取该值,返回undefined.

    同理,同样的值的两个实例,在Map结构中被视为两个键。

    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
    

    上面代码中,变量k1和k2的值是一样的,但是它们在Map结构中被视为两个键。

    由此可知,Map的键实际上是更内存地址绑定的,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,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则是两个不同的值,另外undefined和null也是两个不同的值,虽然NaN不严格相等于自身,但Map将其视为同一个键。

    let map = new Map();
    map.set(-0,123);
    Map(1) {0 => 123}
    map.get(0);
    123
    
    map.set(true,1);
    Map(2) {0 => 123, true => 1}
    map.set('true',2);
    Map(3) {0 => 123, true => 1, "true" => 2}
    map.get(true);
    1
    
    map.set(undefined,3);
    Map(4) {0 => 123, true => 1, "true" => 2, undefined => 3}
    map.set(null,4);
    Map(5) {0 => 123, true => 1, "true" => 2, undefined => 3, null => 4}
    map.get(undefined);
    3
    
    map.set(NaN,123);
    Map(6) {0 => 123, true => 1, "true" => 2, undefined => 3, null => 4, …}
    map.get(NaN)
    123
    

    实际的属性和操作方法

    Map结构的实例有以下属性和操作方法。
    (1) size属性
    size属性返回Map结构的成员总数

    const map = new Map();
    map.set('foo',true);
    map.set('bar',false);
    map.size //2
    

    (2) 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,所以可以采用链式结构,如果key已经有值,则键值会被更新,否则就新生成该键。

    const m = new Map();
    
    m.set('edition',6);  //键是字符串
    m.set(222,'standard'); //键是数值
    m.set(undefined,'nah'); //键是undefined
    

    (3) get(key)
    get方法读取key对应的键值,如果找不到key,返回undefined.

    const m = new Map();
    const hello = function(){
        console.log('hello');
    };
    m.set(hello,'Hello ES6'); //键是函数
    m.get(hello) //Hello ES6
    

    (4) has(key)
    has方法返回一个布尔值,标识某个键是否在当前Map对象值中。

    const m = new Map();
    
    m.set('edition', 6);
    m.set(262, 'standard');
    m.set(undefined, 'nah');
    
    m.has('edition')     // true
    m.has('years')       // false
    m.has(262)           // true
    m.has(undefined)     // true
    

    (5) delete(key)
    delete方法删除某个键,返回true,如果删除失败,返回false。

    const m = new Map();
    m.set(undefined,'nah');
    m.has(undefined) //true
    
    m.delete(undefined)
    m.has(undefined) //false
    
    

    (6) clear()

    clear方法清除所有成员,没有返回值。

    let map = new Map();
    map.set('foo', true);
    map.set('bar', false);
    
    map.size // 2
    map.clear()
    map.size // 0
    

    遍历方法

    Map结构原生提供三个遍历器生成函数和一个遍历方法。

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

    需要特别注意的是,Map的遍历顺序就是插入顺序。

    const map = new Map([
      ['F', 'no'],
      ['T',  'yes'],
    ]);
    
    for (let key of map.keys()) {
      console.log(key);
    }
    // "F"
    // "T"
    
    for (let value of map.values()) {
      console.log(value);
    }
    // "no"
    // "yes"
    
    for (let item of map.entries()) {
      console.log(item[0], item[1]);
    }
    // "F" "no"
    // "T" "yes"
    
    // 或者
    for (let [key, value] of map.entries()) {
      console.log(key, value);
    }
    // "F" "no"
    // "T" "yes"
    
    // 等同于使用map.entries()
    for (let [key, value] of map) {
      console.log(key, value);
    }
    // "F" "no"
    // "T" "yes"
    

    上面代码最后的那个例子,表示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,比较快速的方法就是使用扩展运算符(...).

    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']]
    

    结合数组map方法,filter方法,可以实现Map的遍历和过滤(Map本身没有map和filter方法).

    map.forEach(function(value,key,map){
         console.log("Key: %s, Value: %s", key, value);
    });
    

    forEach方法可以接受第二个函数,用来绑定this.

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

    上面代码中,forEach方法的回调函数的this,就指向reporter.


    与其他数据结构的互相转换

    (1) Map转为数组

    前面已经提过,Map转为数组最方便的方法,就是使用扩展运算符(...).

    const myMap = new Map()
        .set(true,7)
        .set({foo:3},['abc']);
    [...myMap]
    // [ [ true, 7 ], [ { foo: 3 }, [ 'abc' ] ] ]
    

    (2) 数组转为Map

    将数组传入Map构造函数,就可以转为Map

    new Map([
        [true,7],
        [{foo:3},['abc']]
    ]);
    // Map {
    //   true => 7,
    //   Object {foo: 3} => ['abc']
    // }
    

    (3)Map转为对象
    如果所有Map的键都是字符串,它可以转为对象.

    function strMapToObj(strMap){
        let obj = Object.create(null);
        for(let [k,v] of strMap){
            obj[k] = v;
        }
        return obj;
    }
    
    const myMap = new Map()
        .set('yes',true)
        .set('no',false);
    strMapToObj(myMap)
    

    (4) 对象转为Map

    function objToStrMap(obj){
        let strMap = new Map();
        for (let k of Object.keys(obj)){
            strMap.set(k,obj[k]);
        }
        return strMap;
    }
    objToStrMap({yes:true,no:false})
    

    (5) Map转为JSON

    Map转为JSON要区分两种情况,一中情况是,Map的键名都是字符串,这时可以选择转为对象JSON

    function mapToArrayJson(map){
        return JSON.stringify([...map]);
    }
    
    let myMap = new Map().set('yes', true).set('no', false);
    strMapToJson(myMap)
    // '{"yes":true,"no":false}'
    

    另一种情况是,Map的键名有非字符串,这时可以选择转为数组JSON

    function mapToArrayJson(map){
        return JSON.stringify([...map]);
    }
    let myMap = new Map().set(true, 7).set({foo: 3}, ['abc']);
    mapToArrayJson(myMap)
    // '[[true,7],[{"foo":3},["abc"]]]'
    

    (6) JSON 转为Map
    JSON转为Map,正常情况下,所有键名都是字符串.

    function jsonToStrMap(jsonStr){
        return objToStrMap(JSON.parse(jsonStr));
    }
    jsonToStrMap('{"yes": true, "no": false}')
    // Map {'yes' => true, 'no' => false}
    

    但是,有一种特殊情况,整个JSON就是一个数组,且每个数组成员本身,又是一个两个成员的数组,这时,它可以---对应转为Map.这往往是数组转为JSON的逆操作.

    function jsonToMap(jsonStr){
        return new Map(JSON.parse(jsonStr));
    }
    jsonToMap('[[true,7],[{"foo":3},["abc"]]]')
    // Map {true => 7, Object {foo: 3} => ['abc']}
    

    4.WeakMap

    含义

    WeakMap结构与Map结构类似,也是用于生成键值对的集合.

    // WeakMap 可以使用 set 方法添加成员
    const wm1 = new WeakMap();
    const key = {foo: 1};
    wm1.set(key, 2);
    wm1.get(key) // 2
    
    // WeakMap 也可以接受一个数组,
    // 作为构造函数的参数
    const k1 = [1, 2, 3];
    const k2 = [4, 5, 6];
    const wm2 = new WeakMap([[k1, 'foo'], [k2, 'bar']]);
    wm2.get(k2) // "bar"
    

    WeakMap与Map的区别有两点.
    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.

    const map = new WeakMap();
    map.set(1, 2)
    // TypeError: 1 is not an object!
    map.set(Symbol(), 2)
    // TypeError: Invalid value used as weak map key
    map.set(null, 2)
    // TypeError: Invalid value used as weak map key
    

    上面代码中,如果将数值1和Symbol值作为 WeakMap 的键名,都会报错。

    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'],
    ];
    

    上面代码中,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.

    //不需要e1和e2的时候
    //必须手动删除引用
    arr[0] = null;
    arr[1] = null;
    

    上面这样的写法显然很不方便。一旦忘了写,就会造成内存泄露。

    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。

    基本上,如果你要往对象上添加数据,又不想干扰垃圾回收机制,就可以使用 WeakMap。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。当该 DOM 元素被清除,其所对应的WeakMap记录就会自动被移除。

    const wm = new WeakMap();
    
    const element = document.getElementById('example');
    wm.set(element, 'some information');
    wm.get(element) // "some information"
    

    上面代码中,先新建一个 Weakmap 实例。然后,将一个 DOM 节点作为键名存入该实例,并将一些附加信息作为键值,一起存放在 WeakMap 里面。这时,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。这时,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。Weakmap 保存的这个键值对,也会自动消失。

    总之,WeakMap的专用场合就是,它的键所对应的对象,可能会在将来消失。WeakMap结构有助于防止内存泄漏。

    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。

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

    上面代码中,键值obj是正常引用。所以,即使在 WeakMap 外部消除了obj的引用,WeakMap 内部的引用依然存在。


    WeakMap的语法

    WeakMap 与 Map 在 API 上的区别主要是两个,一是没有遍历操作(即没有key()、values()和entries()方法),也没有size属性。因为没有办法列出所有键名,某个键名是否存在完全不可预测,跟垃圾回收机制是否运行相关。这一刻可以取到键名,下一刻垃圾回收机制突然运行了,这个键名就没了,为了防止出现不确定性,就统一规定不能取到键名。二是无法清空,即不支持clear方法。因此,WeakMap只有四个方法可用:get()、set()、has()、delete()。

    const wm = new WeakMap();
    
    // size、forEach、clear 方法都不存在
    wm.size // undefined
    wm.forEach // undefined
    wm.clear // undefined
    

    WeakMap的实例

    WeakMap 的例子很难演示,因为无法观察它里面的引用会自动消失。此时,其他引用都解除了,已经没有引用指向 WeakMap 的键名了,导致无法证实那个键名是不是存在。

    贺师俊老师提示,如果引用所指向的值占用特别多的内存,就可以通过 Node 的process.memoryUsage方法看出来。根据这个思路,网友vtxf补充了下面的例子。

    首先,打开 Node 命令行。

    $ node --expose-gc
    

    上面代码中,--expose-gc参数表示允许手动执行垃圾回收机制。

    然后,执行下面的代码。

    // 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 数组的引用计数为 2,
    // 变量 key 引用一次,WeakMap 的键名引用第二次
    > 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 }
    

    上面代码中,只要外部的引用消失,WeakMap 内部的引用,就会自动被垃圾回收清除。由此可见,有了 WeakMap 的帮助,解决内存泄漏就会简单很多。


    WeakMap的用途

    前文说过,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 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。

    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和_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。

    学习文章:Set和Map数据结构
    如果大家看过上面的文章,就知道我是抄录的,为了更好的理解!

    相关文章

      网友评论

        本文标题:ES6之Set和Map数据结构深入学习

        本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/jrxxextx.html