Map and Set(映射和集合)

我们已经了解了以下复杂的数据结构:

  • 存储带键的数据(keyed)集合的对象。
  • 存储有序集合的数组。

但这还不足以应对现实情况。这就是为什么存在 MapSet

Map

Map 是一个带键的数据项的集合,就像一个 Object 一样。 但是它们最大的差别是 Map 允许任何类型的键(key)。

它的方法和属性如下:

  • new Map() - 创建 map。
  • map.set(key, value) - 根据键存储值。
  • map.get(key) - 根据键来返回值,如果 map 中不存在对应的 key,则返回 undefined
  • map.has(key) - 如果 key 存在则返回 true,否则返回 false
  • map.delete(key) - 删除指定键的值。
  • map.clear() - 清空 map。
  • map.size - 返回当前元素个数。

举个例子:

let map = new Map();

map.set('1', 'str1');   // 字符串键
map.set(1, 'num1');     // 数字键
map.set(true, 'bool1'); // 布尔值键

// 还记得普通的 Object 吗? 它会将键转化为字符串
// Map 则会保留键的类型,所以下面这两个结果不同:
alert( map.get(1)   ); // 'num1'
alert( map.get('1') ); // 'str1'

alert( map.size ); // 3

如我们所见,与对象不同,键不会被转换成字符串。键可以是任何类型。

map[key] 不是使用 Map 的正确方式

虽然 map[key] 也有效,例如我们可以设置 map[key] = 2,这样会将 map 视为 JavaScript 的 plain object,因此它暗含了所有相应的限制(没有对象键等)。

所以我们应该使用 map 方法:setget 等。

Map 还可以使用对象作为键。

例如:

let john = { name: "John" };

// 存储每个用户的来访次数
let visitsCountMap = new Map();

// john 是 Map 中的键
visitsCountMap.set(john, 123);

alert( visitsCountMap.get(john) ); // 123

使用对象作为键是 Map 最值得注意和重要的功能之一。对于字符串键,Object(普通对象)也能正常使用,但对于对象键则不行。

我们来尝试一下:

let john = { name: "John" };

let visitsCountObj = {}; // 尝试使用对象

visitsCountObj[john] = 123; // 尝试将 john 对象作为键

// 是写成了这样!
alert( visitsCountObj["[object Object]"] ); // 123

因为 visitsCountObj 是一个对象,它会将所有的键如 john 转换为字符串,所以我们得到字符串键 "[object Object]"。这显然不是我们想要的结果。

Map 是怎么比较键的?

Map 使用 SameValueZero 算法来比较键是否相等。它和严格等于 === 差不多,但区别是 NaN 被看成是等于 NaN。所以 NaN 也可以被用作键。

这个算法不能被改变或者自定义。

链式调用

每一次 map.set 调用都会返回 map 本身,所以我们可以进行“链式”调用:

map.set('1', 'str1')
  .set(1, 'num1')
  .set(true, 'bool1');

Map 迭代

如果要在 map 里使用循环,可以使用以下三个方法:

  • map.keys() - 遍历并返回所有的键(returns an iterable for keys),
  • map.values() - 遍历并返回所有的值(returns an iterable for values),
  • map.entries() - 遍历并返回所有的实体(returns an iterable for entries)[key, value]for..of 在默认情况下使用的就是这个。

例如:

let recipeMap = new Map([
  ['cucumber', 500],
  ['tomatoes', 350],
  ['onion',    50]
]);

// 遍历所有的键(vegetables)
for (let vegetable of recipeMap.keys()) {
  alert(vegetable); // cucumber, tomatoes, onion
}

// 遍历所有的值(amounts)
for (let amount of recipeMap.values()) {
  alert(amount); // 500, 350, 50
}

// 遍历所有的实体 [key, value]
for (let entry of recipeMap) { // 与 recipeMap.entries() 相同
  alert(entry); // cucumber,500 (and so on)
}
使用插入顺序

迭代的顺序与插入值的顺序相同。与普通的 Object 不同,Map 保留了此顺序。

除此之外,Map 有内置的 forEach 方法,与 Array 类似:

// 对每个键值对 (key, value) 运行 forEach 函数
recipeMap.forEach( (value, key, map) => {
  alert(`${key}: ${value}`); // cucumber: 500 etc
});

Object.entries:从对象创建 Map

当创建一个 Map 后,我们可以传入一个带有键值对的数组(或其它可迭代对象)来进行初始化,如下所示:

// 键值对 [key, value] 数组
let map = new Map([
  ['1',  'str1'],
  [1,    'num1'],
  [true, 'bool1']
]);

alert( map.get('1') ); // str1

如果我们想从一个已有的普通对象(plain object)来创建一个 Map,那么我们可以使用内建方法 Object.entries(obj),该返回对象的键/值对数组,该数组格式完全按照 Map 所需的格式。

所以可以像下面这样从一个对象创建一个 Map:

let obj = {
  name: "John",
  age: 30
};

let map = new Map(Object.entries(obj));

alert( map.get('name') ); // John

这里,Object.entries 返回键/值对数组:[ ["name","John"], ["age", 30] ]。这就是 Map 所需要的格式。

Object.fromEntries:从 Map 创建对象

我们刚刚已经学习了如何使用 Object.entries(obj) 从普通对象(plain object)创建 Map

Object.fromEntries 方法的作用是相反的:给定一个具有 [key, value] 键值对的数组,它会根据给定数组创建一个对象:

let prices = Object.fromEntries([
  ['banana', 1],
  ['orange', 2],
  ['meat', 4]
]);

// 现在 prices = { banana: 1, orange: 2, meat: 4 }

alert(prices.orange); // 2

我们可以使用 Object.fromEntriesMap 得到一个普通对象(plain object)。

例如,我们在 Map 中存储了一些数据,但是我们需要把这些数据传给需要普通对象(plain object)的第三方代码。

我们来开始:

let map = new Map();
map.set('banana', 1);
map.set('orange', 2);
map.set('meat', 4);

let obj = Object.fromEntries(map.entries()); // 创建一个普通对象(plain object)(*)

// 完成了!
// obj = { banana: 1, orange: 2, meat: 4 }

alert(obj.orange); // 2

调用 map.entries() 将返回键/值对数组,这刚好是 Object.fromEntries 所需要的格式。

我们可以把带 (*) 这一行写得更短:

let obj = Object.fromEntries(map); // 省掉 .entries()

上面的代码作用也是一样的,因为 Object.fromEntries 期望得到一个可迭代对象作为参数,而不一定是数组。并且 map 的标准迭代会返回跟 map.entries() 一样的键/值对。因此,我们可以获得一个普通对象(plain object),其键/值对与 map 相同。

Set

Set 是一个特殊的类型集合 - “值的集合”(没有键),它的每一个值只能出现一次。

它的主要方法如下:

  • new Set(iterable) - 创建一个 set,如果提供了一个 iterable 对象(通常是数组),将会从数组里面复制值到 set 中。
  • set.add(value) - 添加一个值,返回 set 本身
  • set.delete(value) - 删除值,如果 value 在这个方法调用的时候存在则返回 true ,否则返回 false
  • set.has(value) - 如果 value 在 set 中,返回 true,否则返回 false
  • set.clear() - 清空 set。
  • set.size - 返回元素个数。

它的主要特点是,重复使用同一个值调用 set.add(value) 并不会发生什么改变。这就是 Set 里面的每一个值只出现一次的原因。

例如,我们有客人来访,我们想记住他们每一个人。但是已经来访过的客人再次来访,不应造成重复记录。每个访客必须只被“计数”一次。

Set 可以帮助我们解决这个问题:

let set = new Set();

let john = { name: "John" };
let pete = { name: "Pete" };
let mary = { name: "Mary" };

// visits,一些访客来访好几次
set.add(john);
set.add(pete);
set.add(mary);
set.add(john);
set.add(mary);

// set 只保留不重复的值
alert( set.size ); // 3

for (let user of set) {
  alert(user.name); // John(然后 Pete 和 Mary)
}

Set 的替代方法可以是一个用户数组,用 arr.find 在每次插入值时检查是否重复。但是这样性能会很差,因为这个方法会遍历整个数组来检查每个元素。Set 内部对唯一性检查进行了更好的优化。

Set 迭代(iteration)

我们可以使用 for..offorEach 来遍历 Set:

let set = new Set(["oranges", "apples", "bananas"]);

for (let value of set) alert(value);

// 与 forEach 相同:
set.forEach((value, valueAgain, set) => {
  alert(value);
});

注意一件有趣的事儿。forEach 的回调函数有三个参数:一个 value,然后是 同一个值 valueAgain,最后是目标对象。没错,同一个值在参数里出现了两次。

forEach 的回调函数有三个参数,是为了与 Map 兼容。当然,这看起来确实有些奇怪。但是这对在特定情况下轻松地用 Set 代替 Map 很有帮助,反之亦然。

Map 中用于迭代的方法在 Set 中也同样支持:

  • set.keys() - 遍历并返回所有的值(returns an iterable object for values),
  • set.values() - 与 set.keys() 作用相同,这是为了兼容 Map
  • set.entries() - 遍历并返回所有的实体(returns an iterable object for entries)[value, value],它的存在也是为了兼容 Map

总结

Map - 是一个带键的数据项的集合。

方法和属性如下:

  • new Map([iterable]) - 创建 map,可选择带有 [key,value] 对的 iterable(例如数组)来进行初始化。
  • map.set(key, value) - 根据键存储值。
  • map.get(key) - 根据键来返回值,如果 map 中不存在对应的 key,则返回 undefined
  • map.has(key) - 如果 key 存在则返回 true,否则返回 false
  • map.delete(key) - 删除指定键的值。
  • map.clear() - 清空 map 。
  • map.size - 返回当前元素个数。

与普通对象 Object 的不同点:

  • 任何键、对象都可以作为键。
  • 有其他的便捷方法,如 size 属性。

Set - 是一组唯一值的集合。

方法和属性:

  • new Set([iterable]) - 创建 set,可选择带有 iterable(例如数组)来进行初始化。
  • set.add(value) - 添加一个值(如果 value 存在则不做任何修改),返回 set 本身。
  • set.delete(value) - 删除值,如果 value 在这个方法调用的时候存在则返回 true ,否则返回 false
  • set.has(value) - 如果 value 在 set 中,返回 true,否则返回 false
  • set.clear() - 清空 set。
  • set.size - 元素的个数。

MapSet 中迭代总是按照值插入的顺序进行的,所以我们不能说这些集合是无序的,但是我们不能对元素进行重新排序,也不能直接按其编号来获取元素。

任务

重要程度: 5

定义 arr 为一个数组。

创建一个函数 unique(arr),该函数返回一个由 arr 中所有唯一元素所组成的数组。

例如:

function unique(arr) {
  /* 你的代码 */
}

let values = ["Hare", "Krishna", "Hare", "Krishna",
  "Krishna", "Krishna", "Hare", "Hare", ":-O"
];

alert( unique(values) ); // Hare, Krishna, :-O

P.S. 这里用到了 string 类型,但其实可以是任何类型的值。

P.S. 使用 Set 来存储唯一值。

打开带有测试的沙箱。

function unique(arr) {
  return Array.from(new Set(arr));
}

使用沙箱打开解决方案。

重要程度: 4

Anagrams 是具有相同数量相同字母但是顺序不同的单词。

例如:

nap - pan
ear - are - era
cheaters - hectares - teachers

写一个函数 aclean(arr),它返回被清除了字谜(anagrams)的数组。

例如:

let arr = ["nap", "teachers", "cheaters", "PAN", "ear", "era", "hectares"];

alert( aclean(arr) ); // "nap,teachers,ear" or "PAN,cheaters,era"

对于所有的字谜(anagram)组,都应该保留其中一个词,但保留的具体是哪一个并不重要。

打开带有测试的沙箱。

为了找到所有字谜(anagram),让我们把每个单词打散为字母并进行排序。当字母被排序后,所有的字谜就都一样了。

例如:

nap, pan -> anp
ear, era, are -> aer
cheaters, hectares, teachers -> aceehrst
...

我们将使用进行字母排序后的单词的变体(variant)作为 map 的键,每个键仅对应存储一个值:

function aclean(arr) {
  let map = new Map();

  for (let word of arr) {
    // 将单词 split 成字母,对字母进行排序,之后再 join 回来
    let sorted = word.toLowerCase().split('').sort().join(''); // (*)
    map.set(sorted, word);
  }

  return Array.from(map.values());
}

let arr = ["nap", "teachers", "cheaters", "PAN", "ear", "era", "hectares"];

alert( aclean(arr) );

字母排序在 (*) 行以链式调用的方式完成。

为了方便,我们把它分解为多行:

let sorted = word // PAN
  .toLowerCase() // pan
  .split('') // ['p','a','n']
  .sort() // ['a','n','p']
  .join(''); // anp

两个不同的单词 'PAN''nap' 得到了同样的字母排序形式 'anp'

下一行是将单词放入 map:

map.set(sorted, word);

如果我们再次遇到相同字母排序形式的单词,那么它将会覆盖 map 中有相同键的前一个值。因此,每个字母形式(译注:排序后的)最多只有一个单词。(译注:并且是每个字母形式中最靠后的那个值)

最后,Array.from(map.values()) 将 map 的值迭代(我们不需要结果的键)为数组形式,并返回这个数组。

在这里,我们也可以使用普通对象(plain object)而不用 Map,因为键就是字符串。

下面是解决方案:

function aclean(arr) {
  let obj = {};

  for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
    let sorted = arr[i].toLowerCase().split("").sort().join("");
    obj[sorted] = arr[i];
  }

  return Object.values(obj);
}

let arr = ["nap", "teachers", "cheaters", "PAN", "ear", "era", "hectares"];

alert( aclean(arr) );

使用沙箱打开解决方案。

重要程度: 5

我们期望使用 map.keys() 得到一个数组,然后使用特定的方法例如 .push 等,对其进行处理。

但是运行不了:

let map = new Map();

map.set("name", "John");

let keys = map.keys();

// Error: keys.push is not a function
keys.push("more");

为什么?我们应该如何修改代码让 keys.push 工作?

这是因为 map.keys() 返回的是可迭代对象而非数组。

我们可以使用方法 Array.from 来将它转换为数组:

let map = new Map();

map.set("name", "John");

let keys = Array.from(map.keys());

keys.push("more");

alert(keys); // name, more
教程路线图

评论

在评论之前先阅读本内容…
  • 如果你发现教程有错误,或者有其他需要修改和提升的地方 — 请 提交一个 GitHub issue 或 pull request,而不是在这评论。
  • 如果你对教程的内容有不理解的地方 — 请详细说明。
  • 使用 <code> 标签插入只有几个词的代码,插入多行代码可以使用 <pre> 标签,对于超过 10 行的代码,建议你使用沙箱(plnkrJSBincodepen…)