JS中的 WeakSet 和 WeakMap

在JavaScript中，WeakSet 和 WeakMap 是两个相对较少被提及但非常有用的集合类型。它们与我们熟悉的 Map 和 Set 类似，但有一些独特的特性和用途。

一、从对象和 Map 开始

在深入探讨 WeakSet 和 WeakMap 之前，我们先简单回顾一下 JavaScript 中的对象和 Map。

对象

对象是 JavaScript 中最常用的数据结构之一。它是一个键值对的集合，键和值都可以是任意类型。例如：

javascript 复制代码

const algorithm = { site: "leetcode" };
console.log(algorithm.site); // leetcode

for (const key in algorithm) {
  console.log(key, algorithm[key]);
}

// site leetcode
delete algorithm.site;
console.log(algorithm.site); // undefined

对象的属性可以通过点符号（.）访问，也可以通过中括号（[]）访问。对象的属性可以通过 delete 关键字删除。

Map

Map 是一个更强大的集合类型，它允许键和值为任意类型。与对象不同，Map 的键是唯一的，且 Map 是可迭代的。例如：

javascript 复制代码

const map = new Map();
map.set('name', 'john');
map.set('phone', 'iPhone');
console.log(map.get('phone')); // iPhone
console.log(map.has('phone')); // true
console.log(map.size); // 2

for (const item of map) {
  console.dir(item);
}
// Array(2) ["name", "john"]
// Array(2) ["phone", "iPhone"]

Map 提供了许多有用的方法，如 set、get、has、delete 和 clear。

二、WeakMap

WeakMap 是 Map 的一个变种，它与 Map 非常相似，但有一些关键的区别。

特性

键必须是对象 ：WeakMap 的键必须是对象，不能是原始类型（如字符串、数字等）。例如：

javascript 复制代码

const John = { name: 'John' };
const weakMap = new WeakMap();
weakMap.set(John, 'student');
// WeakMap {{...} => "student"}
weakMap.set('john', 'student');
// Uncaught TypeError: Invalid value used as weak map key

弱引用 ：WeakMap 的键是弱引用的。这意味着如果一个对象只被 WeakMap 引用，而没有其他引用指向它，那么这个对象可能会被垃圾回收器回收。例如：
javascript 复制代码
```
let John = { major: "math" };
const weakMap = new WeakMap();
weakMap.set(John, 'student');
John = null; // John 被垃圾回收
```
不可迭代 ：WeakMap 不支持迭代方法，如 keys、values 和 entries。因此，你无法直接遍历 WeakMap 中的键值对。

方法

WeakMap 提供了以下方法：

set(key, value)：设置键值对。
get(key)：获取键对应的值。
has(key)：检查是否存在某个键。
delete(key)：删除某个键。

使用场景

WeakMap 通常用于以下场景：

私有数据存储 ：由于 WeakMap 的键是弱引用的，且不可迭代，它非常适合用于存储私有数据。例如，你可以为一个对象存储一些私有状态，而不用担心这些状态会泄漏到其他地方。
javascript 复制代码
```
const privateData = new WeakMap();
const obj = { public: 'public' };
privateData.set(obj, 'private');
console.log(privateData.get(obj)); // private
```
缓存：WeakMap 可以用于缓存对象的某些计算结果。由于键是弱引用的，当对象被垃圾回收时，对应的缓存也会自动清除。
javascript 复制代码
```
const cache = new WeakMap();
const obj = { data: 'some data' };
cache.set(obj, processData(obj.data));
```

三、WeakSet

WeakSet 是 Set 的一个变种，它也具有一些独特的特性。

特性

成员必须是对象 ：WeakSet 的成员必须是对象，不能是原始类型。例如：

javascript 复制代码

const John = { name: 'John' };
const weakSet = new WeakSet();
weakSet.add(John);
// WeakSet {{...}}
weakSet.add('john');
// Uncaught TypeError: Invalid value used as weak set key

弱引用 ：WeakSet 中的对象是弱引用的。如果一个对象只被 WeakSet 引用，而没有其他引用指向它，那么这个对象可能会被垃圾回收器回收。例如：
javascript 复制代码
```
let John = { major: "math" };
const weakSet = new WeakSet();
weakSet.add(John);
John = null; // John 被垃圾回收
```
不可迭代 ：WeakSet 不支持迭代方法，如 forEach。因此，你无法直接遍历 WeakSet 中的成员。

方法

WeakSet 提供了以下方法：

add(value)：添加一个成员。
delete(value)：删除一个成员。
has(value)：检查是否包含某个成员。

使用场景

WeakSet 通常用于以下场景：

对象标记 ：你可以使用 WeakSet 来标记某些对象，而不用担心这些对象会泄漏。例如，你可以标记某些对象为"已处理"或"已验证"。
javascript 复制代码
```
const processed = new WeakSet();
const obj = { data: 'some data' };
processed.add(obj);
console.log(processed.has(obj)); // true
```
对象池 ：WeakSet 可以用于管理对象池。当对象被垃圾回收时，它们会自动从 WeakSet 中移除，从而避免内存泄漏。
javascript 复制代码
```
const objectPool = new WeakSet();
const obj = { data: 'some data' };
objectPool.add(obj);
```

四、总结

WeakMap 和 WeakSet 是 JavaScript 中非常有用的集合类型，它们提供了弱引用的特性，这使得它们在某些场景下非常有用。WeakMap 适用于存储私有数据和缓存，而 WeakSet 适用于对象标记和对象池管理。由于它们的弱引用特性，它们可以帮助我们避免内存泄漏，同时保持代码的简洁和高效。