map和set

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。

const map = new Map();

map.set('foo', true);

map.set('bar', false);

map.size // 2

(2)Map.prototype.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。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(262, 'standard')    // 键是数值

m.set(undefined, 'nah')    // 键是 undefined

set方法返回的是当前的Map对象,因此可以采用链式写法。

let map = new Map()

  .set(1, 'a')

  .set(2, 'b')

  .set(3, 'c');

(3)Map.prototype.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)Map.prototype.has(key)

has方法返回一个布尔值,表示某个键是否在当前 Map 对象之中。

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)Map.prototype.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)Map.prototype.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。

Map.prototype.keys():返回键名的遍历器。

Map.prototype.values():返回键值的遍历器。

Map.prototype.entries():返回所有成员的遍历器。

Map.prototype.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)。

const map0 = new Map()

  .set(1, 'a')

  .set(2, 'b')

  .set(3, 'c');

const map1 = new Map(

  [...map0].filter(([k, v]) => k < 3)

);

// 产生 Map 结构 {1 => 'a', 2 => 'b'}

const 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。

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,它可以无损地转为对象。

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)

// { yes: true, no: false }

如果有非字符串的键名,那么这个键名会被转成字符串,再作为对象的键名。

(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})

// Map {"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 Map 转为数组 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

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keys()、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 的示例

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 数组实际被引用了两次,

// 变量 key 引用一次,WeakMap 的键名引用了第二次

// 但是,WeakMap 是弱引用,对于引擎来说,引用计数还是1

> 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。

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