JavaScript中的Map、WeakMap、Set、WeakSet详解

1. 描述
Map、WeakMap、Set、WeakSet是ES6引入的四种集合类型，用于存储数据集合。它们与普通对象和数组不同，具有特定的用途和内存管理特性。理解它们的区别和适用场景是JavaScript开发中的重要知识点。

2. Map（映射）
定义：Map是一种键值对集合，键可以是任意类型（对象、函数、基本类型等），而普通对象的键只能是字符串或Symbol。
特点：

• 保持键的插入顺序。
• 可通过size属性直接获取元素数量。
• 无需担心键名与原型属性冲突（如toString等）。

常用方法：

const map = new Map();
map.set('key', 'value');     // 添加键值对
map.get('key');              // 获取值 → "value"
map.has('key');              // 检查键是否存在 → true
map.delete('key');           // 删除键值对
map.clear();                 // 清空集合
map.size;                    // 返回元素数量

与Object的区别：

• Map的键可以是任意类型，Object的键只能是字符串或Symbol。
• Map直接支持迭代（for...of、forEach），Object需要先获取键数组。
• Map在频繁增删键值对的场景下性能更好。

3. WeakMap（弱映射）
定义：键必须是对象（非基本类型），值可以是任意类型。
核心特性：弱引用——如果键对象没有被其他引用，则会被垃圾回收（即使WeakMap中仍存在该键）。
限制：

• 不可迭代（没有keys()、values()、forEach等方法）。
• 没有size属性（因垃圾回收可能导致大小动态变化）。

适用场景：

• 存储与对象关联的私有数据（避免内存泄漏）：

const privateData = new WeakMap();
class Person {
  constructor(name) {
    privateData.set(this, { name }); // 以实例为键存储数据
  }
  getName() {
    return privateData.get(this).name;
  }
}
// 当实例被销毁时，关联数据自动被回收

4. Set（集合）
定义：存储唯一值的集合，值可以是任意类型。
特点：

• 值不会重复（基于SameValueZero算法，类似===，但认为NaN === NaN）。
• 保持插入顺序。

常用方法：

const set = new Set();
set.add(1);                  // 添加值
set.add(2);
set.has(1);                  // 检查值是否存在 → true
set.delete(1);               // 删除值
set.size;                    // 元素数量 → 1

应用场景：

• 数组去重：[...new Set([1, 2, 2, 3])] // [1, 2, 3]
• 记录已处理过的对象（避免重复操作）。

5. WeakSet（弱集合）
定义：值必须是对象，且弱引用（对象无其他引用时会被回收）。
限制：

• 不可迭代，无size属性。
• 仅支持add()、has()、delete()方法。

适用场景：

• 标记对象（如检查对象是否已处理过）：

const markedItems = new WeakSet();
const obj = {};
markedItems.add(obj);
if (markedItems.has(obj)) {
  // 对象已被标记
}
// 当obj被销毁时，自动从WeakSet中移除

6. 关键区别总结

7. 内存管理示例

// 强引用示例（Map可能导致内存泄漏）
let obj = { id: 1 };
const map = new Map();
map.set(obj, "data");
obj = null; // obj仍被Map引用，不会被垃圾回收

// 弱引用示例（WeakMap自动回收）
let obj2 = { id: 2 };
const weakMap = new WeakMap();
weakMap.set(obj2, "data");
obj2 = null; // obj2无其他引用，将被垃圾回收

8. 实践建议

• 需要存储键值对且键类型多样时，用Map。
• 需要关联对象与数据且避免内存泄漏时，用WeakMap。
• 需要存储唯一值列表时，用Set。
• 需要标记对象状态且避免干扰回收时，用WeakSet。