JavaScript 数据类型详解：WeakMap 与 WeakSet 的妙用-优快云博客

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JavaScript 数据类型详解：WeakMap 与 WeakSet 的妙用

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引言

在 JavaScript 中，内存管理是一个重要但常被忽视的话题。今天我们要探讨的是 JavaScript 中两种特殊的数据结构：WeakMap 和 WeakSet。它们与常规的 Map 和 Set 类似，但在内存管理方面有着独特的行为，这使得它们在特定场景下非常有用。

内存管理基础回顾

在深入 WeakMap 和 WeakSet 之前，我们需要理解 JavaScript 的内存管理机制。JavaScript 使用自动垃圾回收机制来管理内存，当一个对象不再被引用时，它就会被自动回收。

let user = { name: "Alice" };
user = null; // 原来的 { name: "Alice" } 对象现在可以被垃圾回收

然而，当对象被存储在常规的数据结构中时，情况会有所不同。

常规 Map 的内存问题

let user = { name: "Bob" };
let map = new Map();
map.set(user, "some data");

user = null; // 对象仍然存在于 map 中，不会被回收

在这个例子中，即使用户引用被置为 null，对象仍然保留在内存中，因为 Map 保持着对它的强引用。

WeakMap 的特性

WeakMap 解决了这个问题，它具有以下特点：

键必须是对象：不能使用原始值作为键
弱引用：不会阻止垃圾回收
不可迭代：没有 size 属性和遍历方法

let user = { name: "Charlie" };
let weakMap = new WeakMap();
weakMap.set(user, "private data");

user = null; // 如果没有其他引用，对象和关联数据都会被回收

WeakMap 的典型应用场景

1. 私有数据存储

WeakMap 非常适合存储对象的私有数据，因为：

数据与对象生命周期绑定
外部无法直接访问
自动清理，无需手动管理

let privateData = new WeakMap();

class User {
  constructor(name) {
    privateData.set(this, { name });
  }
  
  getName() {
    return privateData.get(this).name;
  }
}

2. 缓存系统

WeakMap 可以用于构建智能缓存系统：

let cache = new WeakMap();

function heavyComputation(obj) {
  if (!cache.has(obj)) {
    // 模拟耗时计算
    let result = JSON.stringify(obj);
    cache.set(obj, result);
  }
  return cache.get(obj);
}

这种缓存会在对象不再使用时自动清除缓存项，避免内存泄漏。

WeakSet 的特性与应用

WeakSet 与 WeakMap 类似，但用于存储对象集合：

只能存储对象
弱引用存储
没有 size 属性和遍历方法

典型应用场景：

let checkedItems = new WeakSet();

function toggleSelection(item) {
  if (checkedItems.has(item)) {
    checkedItems.delete(item);
  } else {
    checkedItems.add(item);
  }
}