Set和WeakSet数据结构

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（或者具有iterable接口的其他数据结构）作为参数，用来初始化，下面是两种利用set进行数组去重的方式：

const arr = [1,2,2,3];
//方式一
console.log(Array.from(new Set(arr)));
//方式二
console.log([...new Set(arr)]);

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。

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。

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
const properties = {
  'width': 1,
  'height': 1
};

if (properties[someName]) {
  // do something
}

// Set的写法
const properties = new Set();

properties.add('width');
properties.add('height');

if (properties.has(someName)) {
  // do something
}

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

1. keys()，values()，entries()

keys方法、values方法、entries方法返回的都是遍历器对象。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"]

Set 结构的默认遍历器生成函数就是它的values方法，这意味着，可以省略values方法，直接用for...of循环遍历 Set：

Set.prototype[Symbol.iterator] === Set.prototype.values
// true

let set = new Set(['red', 'green', 'blue']);

for (let x of set) {
  console.log(x);
}
// red
// green
// blue

2. forEach()

Set 结构的实例与数组一样，也拥有forEach方法，用于对每个成员执行某种操作，没有返回值

set = new Set([1, 4, 9]);
set.forEach((value, key) => console.log(key + ' : ' + value))
// 1 : 1
// 4 : 4
// 9 : 9

3.遍历的应用

扩展运算符（...）内部使用for...of循环，结合数组的map和filter方法，很容易实现交集、并集、差集：

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

WeakSet

含义

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。

const 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。

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。

这是因为垃圾回收机制依赖引用计数，如果一个值的引用次数不为0，垃圾回收机制就不会释放这块内存。结束使用该值之后，有时会忘记取消引用，导致内存无法释放，进而可能会引发内存泄漏。WeakSet里面的引用，都不计入垃圾回收机制，所以就不存在这个问题。因此，WeakSet适合临时存放一组对象，以及存放跟对象绑定的信息。只要这些对象在外部消失，它在 WeakSet 里面的引用就会自动消失。

const weakSet = new WeakSet();
let obj = {};
weakSet.add(obj);
console.log(weakSet.has(obj));//true
obj = null;
console.log(weakSet.has(obj));//false

由于上面这个特点，WeakSet的成员是不适合引用的，因为它会随时消失。另外，由于WeakSet内部有多少个成员，取决于垃圾回收机制有没有运行，运行前后很可能成员个数是不一样的，而垃圾回收机制何时运行是不可预测的，因此 ES6规定WeakSet 不可遍历。

语法

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。该数组的所有成员，都会自动成为 WeakSet 实例对象的成员。

const a = [[1, 2], [3, 4]];
const ws = new WeakSet(a);
// WeakSet {[1, 2], [3, 4]}

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。

const b = [3, 4];
const ws = new WeakSet(b);
// Uncaught TypeError: Invalid value used in weak set(…)

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。

WeakSet没有size属性，没有办法遍历它的成员:

ws.size // undefined
ws.forEach // undefined

ws.forEach(function(item){ console.log('WeakSet has ' + item)})
// TypeError: undefined is not a function

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。