ECMAScript 6之Set和Map数据结构

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。

上面代码通过<code>add</code>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。

上面代码中，例一和例二都是<code>set</code>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。

向set加入值的时候，不会发生类型转换，所以<code>5</code>和<code>"5"</code>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（<code>===</code>），主要的区别是<code>nan</code>等于自身，而精确相等运算符认为<code>nan</code>不等于自身。

上面代码向set实例添加了两个<code>nan</code>，但是只能加入一个。这表明，在set内部，两个<code>nan</code>是相等。

另外，两个对象总是不相等的。

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结构的实例有以下属性。

<code>set.prototype.constructor</code>：构造函数，默认就是<code>set</code>函数。

<code>set.prototype.size</code>：返回<code>set</code>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。

<code>add(value)</code>：添加某个值，返回set结构本身。

<code>delete(value)</code>：删除某个值，返回一个布尔值，表示删除是否成功。

<code>has(value)</code>：返回一个布尔值，表示该值是否为<code>set</code>的成员。

<code>clear()</code>：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。

下面是一个对比，看看在判断是否包括一个键上面，<code>object</code>结构和<code>set</code>结构的写法不同。

<code>array.from</code>方法可以将set结构转为数组。

这就提供了去除数组重复成员的另一种方法。

set结构的实例有四个遍历方法，可以用于遍历成员。

<code>keys()</code>：返回键名的遍历器

<code>values()</code>：返回键值的遍历器

<code>entries()</code>：返回键值对的遍历器

<code>foreach()</code>：使用回调函数遍历每个成员

需要特别指出的是，<code>set</code>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）<code>keys()</code>，<code>values()</code>，<code>entries()</code>

<code>key</code>方法、<code>value</code>方法、<code>entries</code>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<code>key</code>方法和<code>value</code>方法的行为完全一致。

上面代码中，<code>entries</code>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<code>values</code>方法。

这意味着，可以省略<code>values</code>方法，直接用<code>for...of</code>循环遍历set。

（2）<code>foreach()</code>

set结构的实例的<code>foreach</code>方法，用于对每个成员执行某种操作，没有返回值。

上面代码说明，<code>foreach</code>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，<code>foreach</code>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（<code>...</code>）内部使用<code>for...of</code>循环，所以也可以用于set结构。

扩展运算符和set结构相结合，就可以去除数组的重复成员。

而且，数组的<code>map</code>和<code>filter</code>方法也可以用于set了。

因此使用set可以很容易地实现并集（union）、交集（intersect）和差集（difference）。

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<code>array.from</code>方法。

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。

上面代码试图向weakset添加一个数值和<code>symbol</code>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<code>new</code>命令，创建weakset数据结构。

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。

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

注意，是<code>a</code>数组的成员成为weakset的成员，而不是<code>a</code>数组本身。这意味着，数组的成员只能是对象。

上面代码中，数组<code>b</code>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。

weakset没有<code>size</code>属性，没有办法遍历它的成员。

上面代码试图获取<code>size</code>和<code>foreach</code>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。

上面代码保证了<code>foo</code>的实例方法，只能在<code>foo</code>的实例上调用。这里使用weakset的好处是，<code>foos</code>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<code>foos</code>，也不会出现内存泄漏。

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。

上面代码原意是将一个dom节点作为对象<code>data</code>的键，但是由于对象只接受字符串作为键名，所以<code>element</code>被自动转为字符串<code>[object htmldivelement]</code>。

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。

上面代码使用<code>set</code>方法，将对象<code>o</code>当作<code>m</code>的一个键，然后又使用<code>get</code>方法读取这个键，接着使用<code>delete</code>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。

上面代码在新建map实例时，就指定了两个键<code>name</code>和<code>title</code>。

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。

下面的例子中，字符串<code>true</code>和布尔值<code>true</code>是两个不同的键。

如果对同一个键多次赋值，后面的值将覆盖前面的值。

上面代码对键<code>1</code>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<code>undefined</code>。

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。

上面代码的<code>set</code>和<code>get</code>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<code>get</code>方法无法读取该键，返回<code>undefined</code>。

同理，同样的值的两个实例，在map结构中被视为两个键。

上面代码中，变量<code>k1</code>和<code>k2</code>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<code>0</code>和<code>-0</code>。另外，虽然<code>nan</code>不严格相等于自身，但map将其视为同一个键。

map结构的实例有以下属性和操作方法。

（1）size属性

<code>size</code>属性返回map结构的成员总数。

（2）set(key, value)

<code>set</code>方法设置<code>key</code>所对应的键值，然后返回整个map结构。如果<code>key</code>已经有值，则键值会被更新，否则就新生成该键。

<code>set</code>方法返回的是map本身，因此可以采用链式写法。

（3）get(key)

<code>get</code>方法读取<code>key</code>对应的键值，如果找不到<code>key</code>，返回<code>undefined</code>。

（4）has(key)

<code>has</code>方法返回一个布尔值，表示某个键是否在map数据结构中。

（5）delete(key)

<code>delete</code>方法删除某个键，返回true。如果删除失败，返回false。

（6）clear()

<code>clear</code>方法清除所有成员，没有返回值。

map原生提供三个遍历器生成函数和一个遍历方法。

<code>keys()</code>：返回键名的遍历器。

<code>values()</code>：返回键值的遍历器。

<code>entries()</code>：返回所有成员的遍历器。

<code>foreach()</code>：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。

上面代码最后的那个例子，表示map结构的默认遍历器接口（<code>symbol.iterator</code>属性），就是<code>entries</code>方法。

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（<code>...</code>）。

结合数组的<code>map</code>方法、<code>filter</code>方法，可以实现map的遍历和过滤（map本身没有<code>map</code>和<code>filter</code>方法）。

此外，map还有一个<code>foreach</code>方法，与数组的<code>foreach</code>方法类似，也可以实现遍历。

<code>foreach</code>方法还可以接受第二个参数，用来绑定<code>this</code>。

上面代码中，<code>foreach</code>方法的回调函数的<code>this</code>，就指向<code>reporter</code>。

（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（...）。

（2）数组转为map

将数组转入map构造函数，就可以转为map。

（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。

（4）对象转为map

（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。

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。

（6）json转为map

json转为map，正常情况下，所有键名都是字符串。

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。

<code>weakmap</code>结构与<code>map</code>结构基本类似，唯一的区别是它只接受对象作为键名（<code>null</code>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。

上面代码中，如果将<code>1</code>和<code>symbol</code>作为weakmap的键名，都会报错。

<code>weakmap</code>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，<code>weakmap</code>自动移除对应的键值对。典型应用是，一个对应dom元素的<code>weakmap</code>结构，当某个dom元素被清除，其所对应的<code>weakmap</code>记录就会自动被移除。基本上，<code>weakmap</code>的专用场合就是，它的键所对应的对象，可能会在将来消失。<code>weakmap</code>结构有助于防止内存泄漏。

下面是<code>weakmap</code>结构的一个例子，可以看到用法上与<code>map</code>几乎一样。

上面代码中，变量<code>wm</code>是一个<code>weakmap</code>实例，我们将一个<code>dom</code>节点<code>element</code>作为键名，然后销毁这个节点，<code>element</code>对应的键就自动消失了，再引用这个键名就返回<code>undefined</code>。

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<code>key()</code>、<code>values()</code>和<code>entries()</code>方法），也没有<code>size</code>属性；二是无法清空，即不支持<code>clear</code>方法。这与<code>weakmap</code>的键不被计入引用、被垃圾回收机制忽略有关。因此，<code>weakmap</code>只有四个方法可用：<code>get()</code>、<code>set()</code>、<code>has()</code>、<code>delete()</code>。

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。

上面代码中，<code>myelement</code>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<code>myelement</code>。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。

上面代码中，countdown类的两个内部属性<code>_counter</code>和<code>_action</code>，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。