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Map / Set 与弱引用 ​

基于现代 JavaScript（ES2025 · 核于 2026-06）

速查 ​

  • Map：键可为任意值（含对象）、保持插入顺序、有 size、可直接 for...of，无原型键污染
  • Map 方法：set / get / has / delete / clear / size / keys() / values() / entries() / forEach
  • Map vs 对象：键非字符串、需频繁增删、要计 size、要保序 → 用 Map；固定结构/要 JSON → 用对象
  • Set：唯一值集合，自动去重；add / has / delete / clear / size，可迭代
  • 一行去重：[...new Set(arr)]；判存在 O(1)，比数组 includes 快
  • Set 集合运算（2024 起广泛可用）：union / intersection / difference / symmetricDifference / isSubsetOf / isSupersetOf / isDisjointFrom
  • 相等语义：Map/Set 用 SameValueZero——NaN 等于自身（能去重），+0 与 -0 视为相等
  • WeakMap：键必须是对象、弱引用（无其他引用时键值会被 GC）、不可枚举、无 size / clear
  • WeakSet：弱引用的对象集合，不可枚举；用于「标记对象」而不阻止回收
  • WeakRef / FinalizationRegistry（ES2021）：手动持有弱引用 / 注册回收回调；高级且慎用
  • 分组（ES2024）：Object.groupBy(items, fn) → 普通对象；Map.groupBy(items, fn) → Map（键可为对象）

Map：比对象更称职的键值集合 ​

普通对象长期被当字典用，但它有几处先天不足：键只能是字符串或 Symbol、没有 size、迭代顺序有历史包袱、还可能和原型上的键（如 toString）冲突。Map 为「键值集合」量身打造，补齐了这些：

js
const m = new Map();

// 键可以是任意值——包括对象、函数、NaN
const objKey = { id: 1 };
m.set("name", "Ada"); // 字符串键
m.set(objKey, "用对象当键"); // 对象键（普通对象做不到）
m.set(NaN, "甚至 NaN 也行");

m.get(objKey); // "用对象当键"
m.has("name"); // true
m.size; // 3（直接有 size，不用手数）
m.delete("name"); // true

// 直接可迭代，且保证插入顺序
for (const [k, v] of m) {
  console.log(k, v);
}

// 从 [key, value] 数组构造
const m2 = new Map([
  ["a", 1],
  ["b", 2],
]);

Map vs 对象怎么选 ​

维度Map普通对象
键类型任意值（对象、NaN…）仅字符串 / Symbol
大小.size 直接拿需 Object.keys(o).length
顺序保证插入顺序整数键会被重排
迭代自身可 for...of需 Object.entries 等
原型污染无有（toString 等键风险）
频繁增删优化好一般
JSON / 字面量不能直接 JSON.stringify原生支持

经验：键不是字符串、需要频繁增删、要 size 或保序 → Map；结构固定、要序列化成 JSON、要用对象字面量写出来 → 普通对象。

Set：唯一值集合 ​

Set 存放不重复的值，自动去重，判断「是否存在」是 O(1)：

js
const s = new Set();
s.add(1);
s.add("hi");
s.add(1); // 重复，被忽略
s.size; // 2

s.has("hi"); // true
s.delete(1); // true

// 最常见用途：数组去重（一行）
const arr = [1, 2, 2, 3, 3, 3];
[...new Set(arr)]; // [1, 2, 3]

// Set 与数组互转
Array.from(s); // Set → 数组
new Set([1, 2, 3]); // 数组 → Set

相比数组，Set 删值用 delete(value) 而非 splice(indexOf(...), 1)、查存在更快、还能正确处理 NaN（数组 indexOf(NaN) 永远返回 -1，而 set.has(NaN) 正常）。

集合运算方法（2024 起广泛可用） ​

Set 新增了一整套数学集合运算，2024 年陆续在主流浏览器落地（Baseline 新近可用），让交并差不再手写循环：

js
const a = new Set([1, 2, 3]);
const b = new Set([2, 3, 4]);

a.union(b); // Set {1, 2, 3, 4}（并集）
a.intersection(b); // Set {2, 3}（交集）
a.difference(b); // Set {1}（差集：a 有 b 没有）
a.symmetricDifference(b); // Set {1, 4}（对称差：只在一边）

a.isSubsetOf(b); // false（a 是不是 b 的子集）
a.isSupersetOf(new Set([1, 2])); // true（a 是不是超集）
a.isDisjointFrom(new Set([9])); // true（是否毫无交集）

兼容性提醒

集合运算方法属于较新特性，2024 年起在新版 Chrome / Firefox / Safari 可用。面向老环境时可降级为手写循环或工具库，或先做特性检测 typeof set.union === "function"。

相等语义：SameValueZero ​

Map 的键和 Set 的值用 SameValueZero 算法判重，它和 === 几乎一样，但有两处不同：NaN 等于自身（所以能被去重），而 +0 和 -0 被视为相等：

js
new Set([NaN, NaN]).size; // 1（NaN 被去重了，=== 做不到）
new Set([0, -0]).size; // 1（+0 与 -0 视为同一个）

// 但对象按引用判等（内容相同的两个对象算不同）
new Set([{ x: 1 }, { x: 1 }]).size; // 2（不同引用）

弱引用：WeakMap 与 WeakSet ​

普通 Map / Set 对它持有的键/值是强引用——只要还在集合里，垃圾回收器就不会回收它们，容易造成内存泄漏。WeakMap / WeakSet 反其道而行：对键/值是弱引用，一旦外部再无其他引用，即使还「在」集合里，也会被 GC 回收。

WeakMap ​

js
const wm = new WeakMap();

let obj = { id: 1 };
wm.set(obj, "关联数据"); // 键必须是对象（或非注册 Symbol）
wm.get(obj); // "关联数据"

obj = null; // 解除唯一外部引用后……
// wm 里那一项会在某次 GC 时被自动清除（无需手动 delete）

WeakMap 的限制都源于「键随时可能消失」这一本质：

  • 键必须是对象（或非注册 Symbol），不能是字符串/数字；
  • 不可枚举——没有 keys() / values() / forEach（因为成员随时变，遍历无意义）；
  • 没有 size、没有 clear；
  • 只有 set / get / has / delete。

典型用途：给对象挂私有数据（外部拿不到、对象销毁即清）、元数据（不污染对象本身）、缓存（被缓存对象消失后缓存自动失效）：

js
// 用 WeakMap 给 DOM 节点挂私有状态，节点移除后自动清理，不漏内存
const nodeState = new WeakMap();
function markVisited(node) {
  nodeState.set(node, { visitedAt: Date.now() });
}

类的私有数据：优先用 # 字段

WeakMap 曾是模拟「类私有属性」的经典手法，但现代 JS 已有真正的私有字段语法（class 内的 #field，见对象与原型继承叶）。新代码做类私有数据优先用 #，WeakMap 更多用于「给第三方/无法改造的对象挂外部数据」。

WeakSet ​

js
const ws = new WeakSet();
let el = document.createElement("div");
ws.add(el); // 只能加对象
ws.has(el); // true
el = null; // 无其他引用后，自动从 ws 中消失

WeakSet 同样不可枚举、无 size、无 clear，只有 add / has / delete。用途是「标记一批对象」而不阻止它们被回收——例如记录「哪些对象已处理过」「哪些节点已绑定监听」。

WeakRef 与 FinalizationRegistry（进阶） ​

ES2021 引入了两个更底层的弱引用工具，供构建缓存、池等高级场景：

  • WeakRef：手动持有一个对象的弱引用，用 .deref() 取回（可能已被回收返回 undefined）；
  • FinalizationRegistry：注册「某对象被回收后执行的清理回调」。
js
const ref = new WeakRef(someBigObject);
// 用时取回，可能已被 GC
const obj = ref.deref(); // someBigObject 或 undefined

慎用

GC 的时机由引擎决定、不可预测，这两者的回调不保证一定执行、也不保证及时。MDN 明确建议「除非万不得已，不要依赖它们」——绝大多数业务代码用不到。

此外，注册过的全局 Symbol（Symbol.for(...)）不能作为 WeakMap 键、WeakSet 成员或 WeakRef 目标，因为它们本身不会被回收。

分组：Object.groupBy / Map.groupBy（ES2024） ​

把数组按某规则分桶是高频需求，ES2024 给了两个内建静态方法：

js
const items = [
  { type: "水果", name: "苹果" },
  { type: "蔬菜", name: "白菜" },
  { type: "水果", name: "香蕉" },
];

// 返回普通对象（键被转成字符串）
Object.groupBy(items, (it) => it.type);
// { 水果: [{...苹果}, {...香蕉}], 蔬菜: [{...白菜}] }

// 返回 Map（键可为任意值，包括对象）
Map.groupBy(items, (it) => it.type);
// Map { "水果" => [...], "蔬菜" => [...] }

需要用对象当分组键时用 Map.groupBy，否则 Object.groupBy 更顺手。

小结 ​

Map 是比对象更称职的键值集合（任意键、有序、有 size），Set 一行去重且支持完整集合运算。它们的弱引用版 WeakMap / WeakSet 不阻止垃圾回收、不可枚举，专门用于给对象挂私有数据/元数据/标记而不泄漏内存。WeakRef 与 FinalizationRegistry 是慎用的进阶工具。下一页进入序列化与唯一标识：JSON 与 Symbol。