Collections mit Schlüssel

Dieses Kapitel gibt eine Einleitung in Sammlungen von Daten, welche mit einem Schlüssel verknüpft werden. Map und Set Objekte enthalten Elemente, die in der Reihenfolge ihres Einfügens iterierbar sind.

Maps

Map Objekt

ECMAScript 2015 führt eine neue Datenstruktur ein, um Werte auf Werte zu abbildet. Ein Map Objekt ist eine einfache Schlüssel/Werte-Abbildung und man kann über die Element in der Einfügereihenfolge iterieren.

Das folgende Beispiel zeigt einige Basisoperationen mit einer Map.  Für mehr Beispiele und die komplette API siehe zudem die Referenzseite Map. Man kann eine for...of Schleife benutzen, um ein Array von [key, value] für jede Iteration zurückzugeben.

var sayings = new Map();
sayings.set('dog', 'woof');
sayings.set('cat', 'meow');
sayings.set('elephant', 'toot');
sayings.size; // 3
sayings.get('fox'); // undefined
sayings.has('bird'); // false
sayings.delete('dog');
sayings.has('dog'); // false

for (var [key, value] of sayings) {
  console.log(key + ' goes ' + value);
}
// "cat goes meow"
// "elephant goes toot"

sayings.clear();
sayings.size; // 0

Object und Map im Vergleich

Traditionell werden Objekte eingesetzt, um Strings auf Werte abzubilden. Objekte erlauben es Werte zu Schlüsseln zu setzen, diese Werte abzufragen, Schlüssel zu löschen und erkennen, ob etwas zu einem Schlüssel gespeichert wurde. Map Objekte haben ein paar Vorteile, was sie zu besseren Abbildungen macht.

  • Die Schlüssel eines Object sind Strings, während bei einer Map jeder Wert möglich ist.
  • Man kann die Größe einer Map einfach abfragen, während man bei einem Objekt manuell mitzählen muss.
  • Die Iteration einer Map erfolgt in der Reihenfolge des Einfügens ihrer Elemente.
  • Ein Object hat einen Prototyp, so dass Standardschlüssel in der Map schon vorhanden sind. (Dies kann mit map = Object.create(null) umgangen werden.)

Diese drei Tipps können bei der Entscheidung für eine Map oder ein Object helfen:

  • Man sollte Maps bevorzugen, wenn die Schlüssel vor der Laufzeit unbekannt sind und wenn alle Schlüssel den gleichen Typ haben und wenn alle Werte den gleichen Schlüssel haben.
  • Man sollte Maps in Fällen benutzen, in denen primitive Werte als Schlüssel benutzt werden, weil in Objekten jeder Schlüssel ein String ist egal, ob eigentlich eine Zahl, ein Boolean oder ein anderer primitiver Datentyp vorliegt.
  • Man sollte Objekte benutzen, wenn es eine Logik gibt, die auf individuellen Elementen angewandt wird.

WeakMap Objekte

Das WeakMap Objekt ist eine Collection von Schlüssel/Werte-Paaren, wobei der Schlüssel nur ein Objekt sein kann und die Werte willkürliche Werte sein können. Die Objektreferenzen in den Schlüsseln werden weakly gehalten, was bedeutet, dass diese Referenz ein Ziel des Speicherbereinigung (Garbage Collectors (GC)) wird, wenn keine andere Referenz mehr auf dieses Objekt referenziert. Die WeakMap API ist die gleiche wie die Map API.

Einen Unterschied zu Map Objekten ist, dass WeakMap Schlüssel nicht aufzählbar sind (z. B. gibt es keine Methode, die eine Liste von Schlüsseln zurückgibt). Wenn dies der Fall wäre, würde die Liste vom Zustand der Speicherbereinigung abhängen, was zu Nicht-Determinismus führen würde.

Für mehr Informationen, Beispiele und "Warum WeakMap" auf der WeakMap Referenzseite.

Ein Einsatzgebiet für WeakMaps ist der Einsatz für Private Daten oder das Verbergen von Implementierungsdetails. Das folgende Beispiel ist von Nick Fitzgeralds Blogpost "Hiding Implementation Details with ECMAScript 6 WeakMaps". Die privaten Daten und Methoden, die zu dem Objekt gehören, werden in dem WeakMap Objekt privates gespeichert. Alles offene auf der Instanz und dem Prototyp ist Öffentlich; alles andere ist von Außen nicht erreichbar, weil privates vom Modul nicht exportiert wird.

const privates = new WeakMap();

function Public() {
  const me = {
    // Private data goes here
  };
  privates.set(this, me);
}

Public.prototype.method = function() {
  const me = privates.get(this);
  // Do stuff with private data in `me`...
};

module.exports = Public;

Sets

Set Objekte

Set Objekte sind Collectionen mit Werten. Man kann über die Elemente in der Einfügereihenfolge iterieren. Ein Wert in einem Set kann nur einmal existieren und ist einzigartig in einer Set Collection.

Das folgende Beispiel zeigt einige Basisoperationen mit einem Set. Für mehr Beispiele und die komplette API siehe auf der Set Referenzseite nach.

var mySet = new Set();
mySet.add(1);
mySet.add('some text');
mySet.add('foo');

mySet.has(1); // true
mySet.delete('foo');
mySet.size; // 2

for (let item of mySet) console.log(item);
// 1
// "some text"

Konvertierung zwischen Arrays und Sets

Man kann ein Array von einem Set erstellen, indem Array.from oder der spread Operator eingesetzt wird. Zudem akzeptiert der Set Konstruktor ein Array, um es in die andere Richtung zu konvertieren. Wichtig ist aber, dass Set Objekte Werte nur einmalig Speichern, so dass jedes Elementduplikat aus dem Array beim Konvertieren gelöscht wird.

Array.from(mySet);
[...mySet2];

mySet2 = new Set([1, 2, 3, 4]);

Array und Set im Vergleich

Traditionell wird eine Menge von Objekten in vielen Situationen in JavaScript in Arrays gespeichert. Das neue Set Objekt hat aber einige Vorteile:

  • Das Prüfen, ob ein Element in einer Collection schon existiert mit Array.indexOf ist in Arrays langsamer.
  • In Set Objekte lassen sich Elemente löschen. Mit einem Array entsteht an dem  Element Index eine Lücke, bzw. sie wird geschlossen.
  • Der Wert NaN kan in einem Array nicht mit indexOf gefunden werden.
  • Set Objekte erlauben nur eindeutige Objekte; man muss sich nicht selber um Duplikate kümmern.

WeakSet Objekte

WeakSet Objekte sind Collections von Objekten. Ein Objekt in einer WeakSet gibt es nur einmal; es ist einzigartig in der WeakSet Collection und Objekte sind nicht aufzählbar.

Die Hauptunterschiede zu einem Set Objekt sind:

  • Im Gegensatz zu  Sets, ist WeakSets eine Collection von nur Objekten und nicht von beliebigen Werten von jedem Typ.
  • Das WeakSet ist weak: Referenzen in in der Collection sind weakly gehalten. Was gedeutet, dass wenn es keine weitere Referenz auf eine Objekt in dem WeakSet gibt, der Speicher geleert werden kann. Das bedeutet auch, dass es keine Liste gibt, die die aktuellen Objekte der Collection enthält. WeakSets sind nicht Aufzählbar.

Die Einsatzgebiete von WeakSet Objekten sind begrenzt. Sie erzeugen keine Speicherlecks, so dass sie sicher DOM Elemente enthalten können, um sie zum Beispiel zu verfolgen.

Schlüssel- und Wertegleichheit von Map und Set

Beide, die Schlüsselgleichheit von Map Objekten und die Wertegleichheit von Set Objekten basieren auf dem "same-value-zero Algorithmus":

  • Gleichheit funktioniert wie der Identitätsvergleichsoperator ===.
  • -0 and +0 werden als gleich angenommen.
  • NaN wird als gleich zu sich selbst angenommen (im Gegensatz zu ===).

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