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WeakMap 和 WeakSet 是 JavaScript 中用于存储弱引用集合的特殊类型。它们与 Map 和 Set 的主要区别在于，WeakMap 和 WeakSet 的键（WeakMap）或值（WeakSet）必须是对象，并且这些对象是弱引用的。这意味着，当这些对象在其他地方不再被引用时，垃圾回收机制可以回收它们，而 WeakMap 和 WeakSet 中的对应条目也会被自动移除，避免内存泄漏。
WeakMap 的作用和应用场景：
- 存储对象的私有数据： 可以将对象作为键，将对象的私有属性或关联数据存储为值，当对象被回收时，私有数据也会被自动清除。
- 缓存 DOM 节点的相关信息： 可以用来缓存 DOM 节点相关的状态或数据，当 DOM 节点被移除时，缓存也会自动失效。
- 避免内存泄漏： 在需要关联对象和一些辅助数据，且不希望因为辅助数据而阻止对象被垃圾回收的情况下，使用 WeakMap 非常合适。
WeakSet 的作用和应用场景：
- 记录对象的存在性： 可以用来标记某个对象是否已经被处理或者存在于某个集合中，当对象被回收时，记录也会自动移除。
- 避免内存泄漏： 类似于 WeakMap，在需要记录对象存在性且不希望阻止对象被回收的情况下使用。
- 防止重复添加： 可以利用WeakSet值的唯一性，来防止添加重复对象，一旦对象被垃圾回收，自动从set中移除。
与 Map 和 Set 的区别：
| 特性 | Map | Set | WeakMap | WeakSet |
|---|---|---|---|---|
| 键/值类型 | 可以是任意值 | 可以是任意值 | 键必须是对象 | 值必须是对象 |
| 引用类型 | 强引用 | 强引用 | 弱引用 | 弱引用 |
| 垃圾回收 | 键或值被引用时不会被回收 | 值被引用时不会被回收 | 当键不再被其他地方引用时会自动被回收 | 当值不再被其他地方引用时会自动被回收 |
| API | get(), set(), has(), delete(), size, clear(), keys(), values(), entries(), forEach() |
add(), has(), delete(), size, clear(), values(), entries(), forEach() |
get(), set(), has(), delete() |
add(), has(), delete() |
| 可迭代性 | 可迭代 | 可迭代 | 不可迭代 | 不可迭代 |
size 属性 |
有 | 有 | 没有 | 没有 |
clear() 方法 |
有 | 有 | 没有 | 没有 |
本题详细解读
WeakMap 和 WeakSet 的核心概念在于“弱引用”。理解弱引用与强引用的区别是理解这两个数据结构的关键。
强引用 (Strong Reference)：
- 当一个对象被变量或者其他对象引用时，这个对象就有一个强引用。
- 只要存在强引用，垃圾回收器就不会回收该对象，即使这个对象已经不再被程序使用。
- Map 和 Set 使用的是强引用，这意味着，即使你不再需要一个 Map 或 Set 中的对象，只要这个 Map 或 Set 还存在，这个对象就不会被回收，可能导致内存泄漏。
弱引用 (Weak Reference)：
- 弱引用不会阻止垃圾回收器回收对象。
- 当一个对象只被弱引用指向时，垃圾回收器会认为该对象不再被需要，并将其回收。
- WeakMap 和 WeakSet 使用的就是弱引用，使得它们能够避免内存泄漏。
为什么需要弱引用？
考虑这样一个场景：你需要在 JavaScript 中为 DOM 元素添加一些额外的数据，比如某个元素的点击次数。如果使用 Map，那么即使这个 DOM 元素被从 DOM 树中移除，只要 Map 存在，这个元素的引用仍然存在于 Map 中，导致元素及其相关数据都不能被垃圾回收，造成内存泄漏。
WeakMap 可以完美解决这个问题。当 DOM 元素被移除后，由于 WeakMap 使用弱引用，当该元素不再被其他地方引用时，垃圾回收器就可以将其回收，WeakMap 中对应的条目也会自动删除。
WeakMap 和 WeakSet 的 API 限制：
由于弱引用特性，WeakMap 和 WeakSet 具有一些 API 上的限制：
- 不可迭代: 不能使用
for...of或forEach等迭代方法遍历 WeakMap 或 WeakSet，因为在遍历的过程中，如果某些键值对应的对象被回收，会导致迭代的结果不确定。 - 没有
size属性和clear()方法: 因为 WeakMap 和 WeakSet 的大小是动态变化的，随时可能有键或值被垃圾回收，所以没有size属性，也没有clear()方法来清空所有条目，因为实际上也不需要，因为垃圾回收会自动清理。 - 只能使用对象作为键 (WeakMap) 或值 (WeakSet): 为了实现弱引用的机制，键（WeakMap）或值（WeakSet）必须是对象，不能是基本类型，因为基本类型不是被引用传递，而是值拷贝。
总结:
WeakMap 和 WeakSet 是为了解决内存泄漏问题而设计的，它们利用弱引用特性，在对象不再被引用时自动释放内存。它们的应用场景主要是在需要关联对象和一些辅助数据，并且不希望阻止对象被垃圾回收的场景。理解强引用和弱引用的概念是理解它们核心原理的关键。它们与 Map 和 Set 的根本区别在于引用类型和垃圾回收机制。