JavaScript中的Map、Set、WeakMap、WeakSet详解

描述
Map、Set、WeakMap、WeakSet是ES6引入的四种新的数据结构，用于解决特定场景下的数据存储和操作需求。它们与传统的对象和数组相比，在键值类型、性能特性和内存管理方面有着显著差异。

知识点讲解

一、Map（映射）

1. 基本概念

• Map是键值对的集合，类似于Object
• 但键可以是任意类型（对象、函数、基本类型），而Object的键只能是字符串或Symbol
• 保持键的插入顺序，遍历时按插入顺序返回

2. 创建与基本操作

// 创建Map
const map = new Map()

// 添加键值对
map.set('name', 'John')
map.set(1, 'number one')
map.set({id: 1}, 'object key')

// 获取值
console.log(map.get('name')) // 'John'

// 检查键是否存在
console.log(map.has(1)) // true

// 删除键值对
map.delete('name')

// 获取大小
console.log(map.size) // 2

3. 遍历方法

const map = new Map([['a', 1], ['b', 2]])

// 遍历键值对
for (let [key, value] of map) {
  console.log(key, value)
}

// 只遍历键
for (let key of map.keys()) {
  console.log(key)
}

// 只遍历值
for (let value of map.values()) {
  console.log(value)
}

二、Set（集合）

1. 基本概念

• Set是值的集合，类似数组
• 但值都是唯一的，不会重复
• 常用于数组去重或值的存在性检查

2. 创建与基本操作

// 创建Set
const set = new Set()

// 添加值
set.add(1)
set.add(2)
set.add(2) // 重复值会被忽略

// 检查值是否存在
console.log(set.has(1)) // true

// 删除值
set.delete(1)

// 获取大小
console.log(set.size) // 1

3. 数组去重应用

const arr = [1, 2, 2, 3, 4, 4]
const uniqueArr = [...new Set(arr)]
console.log(uniqueArr) // [1, 2, 3, 4]

三、WeakMap（弱映射）

1. 特殊特性

• 键必须是对象类型，不能是基本类型
• 键是弱引用，不会阻止垃圾回收
• 不可遍历，没有size属性和遍历方法
• 常用于存储私有数据或元数据

2. 使用场景

let obj = {id: 1}
const weakMap = new WeakMap()

// 存储私有数据
weakMap.set(obj, 'private data')

// 当obj被垃圾回收时，对应的键值对会自动删除
obj = null // 下次垃圾回收时weakMap中的对应条目会被清除

四、WeakSet（弱集合）

1. 特殊特性

• 值必须是对象类型
• 值是弱引用，不会阻止垃圾回收
• 不可遍历，没有size属性
• 常用于标记对象或检查对象引用是否存在

2. 使用场景

const weakSet = new WeakSet()

let obj1 = {id: 1}
let obj2 = {id: 2}

weakSet.add(obj1)
weakSet.add(obj2)

console.log(weakSet.has(obj1)) // true

// 当对象被回收时，自动从WeakSet中移除
obj1 = null

五、四种数据结构的对比总结

六、实际应用场景分析

1. Map适合场景

• 需要非字符串键的情况
• 需要保持插入顺序的键值对
• 频繁添加删除键值对

2. WeakMap适合场景

• 存储对象的私有数据
• 缓存计算结果
• DOM节点关联数据

// DOM节点数据存储示例
const domData = new WeakMap()
const element = document.getElementById('myElement')

// 存储与DOM节点相关的数据
domData.set(element, {clickCount: 0})

// 当DOM节点被移除时，相关数据自动回收

理解这些数据结构的特性和适用场景，有助于在开发中选择最合适的工具来解决具体问题。