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 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
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(或类似数组的对象)作为参数,用来初始化。
// 例一var set = new Set([1, 2, 3, 4, 4]); [...set] // [1, 2, 3, 4] // 例二 var items = new Set([1, 2, 3, 4, 5, 5, 5, 5]); items.size // 5 // 例三 function divs () { return [...document.querySelectorAll('div')]; } var 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 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(); set.add({ }); set.size // 1 set.add({ }); set.size // 2
上面代码表示,由于两个空对象不相等,所以它们被视为两个值。
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(用于遍历成员)。下面先介绍四个操作方法。
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,表示删除是否成功。has(value)
: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。
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,看看在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var properties = { 'width': 1, 'height': 1 }; if (properties[someName]) { // do something } // Set的写法 var properties = new Set(); properties.add('width'); properties.add('height'); if (properties.has(someName)) { // do something }
Array.from
方法可以将Set结构转为数组。
var items = new Set([1, 2, 3, 4, 5]); var 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。这个特性有时非常有用,比如使用Set保存一个回调函数列表,调用时就能保证按照添加顺序调用。
(1)keys()
,values()
,entries()
keys
方法、values
方法、entries
方法返回的都是遍历器对象(详见《Iterator 对象》一章)。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 (let x of set) { console.log(x); } // red // green // blue
(2)forEach()
Set结构的实例的forEach
方法,用于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]; // ['red', 'green', 'blue']
扩展运算符和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)]; // [3, 5, 2]
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,目前没有直接的方法,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Array.from
方法。
// 方法一let set = new Set([1, 2, 3]); set = new Set([...set].map(val => val * 2)); // set的值是2, 4, 6 // 方法二 let set = new Set([1, 2, 3]); set = new Set(Array.from(set, val => val * 2)); // set的值是2, 4, 6
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。
WeakSet
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。
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。这个特点意味着,无法引用WeakSet的成员,因此WeakSet是不可遍历的。
var ws = new WeakSet(); ws.add(1) // TypeError: Invalid value used in weak set ws.add(Symbol()) // TypeError: invalid value used in weak set
上面代码试图向WeakSet添加一个数值和Symbol
值,结果报错,因为WeakSet只能放置对象。
WeakSet是一个构造函数,可以使用new
命令,创建WeakSet数据结构。
var 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。
var a = [[1,2], [3,4]]; var ws = new WeakSet(a);
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。
var b = [3, 4]; var ws = new WeakSet(b); // Uncaught TypeError: Invalid value used in weak set(…)
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,表示某个值是否在WeakSet实例之中。
下面是一个例子。
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); ws.has(window); // false
WeakSet没有size
属性,没有办法遍历它的成员。
ws.size // undefinedws.forEach // undefined ws.forEach(function(item){ console.log('WeakSet has ' + item)}) // TypeError: undefined is not a function
上面代码试图获取size
和forEach
属性,结果都不能成功。
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WeakSet的另一个例子。
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的实例上调用!'); } } }
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。
Map
Map结构的目的和基本用法
JavaScript的对象(Object),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。这给它的使用带来了很大的限制。
var data = { }; var 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]
。
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”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。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。
var m = new Map(); var 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。
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。
var 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,就指定了两个键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算法。
var items = [ ['name', '张三'], ['title', 'Author'] ]; var map = new Map(); items.forEach(([key, value]) => map.set(key, value));
下面的例子中,字符串true
和布尔值true
是两个不同的键。
var m = new Map([ [true, 'foo'], ['true', 'bar'] ]); m.get(true) // 'foo' m.get('true') // 'bar'
如果对同一个键多次赋值,后面的值将覆盖前面的值。
let map = new Map(); map .set(1, 'aaa') .set(1, 'bbb'); map.get(1) // "bbb"
上面代码对键1
连续赋值两次,后一次的值覆盖前一次的值。
如果读取一个未知的键,则返回undefined
。
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。
var 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
。
同理,同样的值的两个实例,在Map结构中被视为两个键。
var map = new Map(); var k1 = ['a']; var 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,包括0
和-0
。另外,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(NaN, 123); map.get(NaN) // 123 map.set(-0, 123); map.get(+0) // 123
实例的属性和操作方法
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。
let map = new Map(); map.set('foo', true); map.set('bar', false); map.size // 2
(2)set(key, value)
set
方法设置key
所对应的键值,然后返回整个Map结构。如果key
已经有值,则键值会被更新,否则就新生成该键。
var m = new Map(); m.set("edition", 6) // 键是字符串 m.set(262, "standard") // 键是数值 m.set(undefined, "nah") // 键是undefined
set
方法返回的是Map本身,因此可以采用链式写法。
let map = new Map() .set(1, 'a') .set(2, 'b') .set(3, 'c');
(3)get(key)
get
方法读取key
对应的键值,如果找不到key
,返回undefined
。
var m = new Map(); var 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,表示某个键是否在Map数据结构中。
var 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。
var 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。
下面是使用实例。
let 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); } // 等同于使用map.entries() for (let [key, value] of map) { console.log(key, value); }
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,比较快速的方法是结合使用扩展运算符(...
)。
let 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']]
结合数组的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)。
let map0 = new Map() .set(1, 'a') .set(2, 'b') .set(3, 'c'); let map1 = new Map( [...map0].filter(([k, v]) => k < 3) ); // 产生Map结构 {1 => 'a', 2 => 'b'} let map2 = new Map( [...map0].map(([k, v]) => [k * 2, '_' + v]) ); // 产生Map结构 {2 => '_a', 4 => '_b', 6 => '_c'}
此外,Map还有一个forEach
方法,与数组的forEach
方法类似,也可以实现遍历。
map.forEach(function(value, key, map) { console.log("Key: %s, Value: %s", key, value); });
forEach
方法还可以接受第二个参数,用来绑定this
。
var 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(...)。
let myMap = new Map().set(true, 7).set({foo: 3}, ['abc']); [...myMap] // [ [ true, 7 ], [ { foo: 3 }, [ 'abc' ] ] ]
(2)数组转为Map
将数组转入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; } let myMap = new Map().set('yes', true).set('no', false); strMapToObj(myMap) // { yes: true, no: false }
(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}) // [ [ 'yes', true ], [ 'no', false ] ]
(5)Map转为JSON
Map转为JSON要区分两种情况。一种情况是,Map的键名都是字符串,这时可以选择转为对象JSON。
function strMapToJson(strMap) { return JSON.stringify(strMapToObj(strMap)); } 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,又是一个有两个成员的数组。这时,它可以一一对应地转为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']}
WeakMap
WeakMap
结构与Map
结构基本类似,唯一的区别是它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,而且键名所指向的对象,不计入垃圾回收机制。
var 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
上面代码中,如果将1
和Symbol
作为WeakMap的键名,都会报错。
WeakMap
的设计目的在于,键名是对象的弱引用(垃圾回收机制不将该引用考虑在内),所以其所对应的对象可能会被自动回收。当对象被回收后,WeakMap
自动移除对应的键值对。典型应用是,一个对应DOM元素的WeakMap
结构,当某个DOM元素被清除,其所对应的WeakMap
记录就会自动被移除。基本上,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。
下面是WeakMap
结构的一个例子,可以看到用法上与Map
几乎一样。
var wm = new WeakMap(); var element = document.querySelector(".element"); wm.set(element, "Original"); wm.get(element) // "Original" element.parentNode.removeChild(element); element = null; wm.get(element) // undefined
上面代码中,变量wm
是一个WeakMap
实例,我们将一个DOM
节点element
作为键名,然后销毁这个节点,element
对应的键就自动消失了,再引用这个键名就返回undefined
。
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;二是无法清空,即不支持clear
方法。这与WeakMap
的键不被计入引用、被垃圾回收机制忽略有关。因此,WeakMap
只有四个方法可用:get()
、set()
、has()
、delete()
。
var wm = new WeakMap(); wm.size // undefined wm.forEach // undefined
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。
let _counter = new WeakMap(); let _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)(); } } } let 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。