٢٥ يونيو ٢٠٢٠

النوع Map (الخرائط) والنوع Set (الأطقم)

تعلّمنا حتّى الآن بنى البيانات المعقّدة هذه:

  • الكائنات Object: لتخزين التجميعات ذات المفاتيح.
  • المصفوفات Array: لتخزين التجميعات المرتّبة.

ولكن في الحياة الواقعية، هذا لا يكفي. ولهذا تقدّم لك اللغة نوعيين آخرين: الخارطة Map والطقم Set.

الخارطة Map

تُعدّ الخارطة تجميعة ذات مفاتيح من عناصر البيانات، تمامًا مثل الكائنات Object، مع فرق بسيط، هو أنّ الخارطة Map تتيح استعمال المفاتيح مهمًا كان نوعها.

هذه توابِعها وخاصياتها:

  • new Map()‎ – يُنشِئ خارطة.
  • map.set(key, value)‎ – يضبط القيمة حسب مفتاحها.
  • map.get(key)‎ – يجلب القيمة حسب مفتاحها، وundefined لو لم يوجد key في الخارطة.
  • map.has(key)‎ – يُعيد true لو كان key موجودًا، وإلا فَـ false.
  • map.delete(key)‎ – يُزيل القيمة حسب مفتاحها.
  • map.clear()‎ – يُزيل كل شيء من الخارطة.
  • map.size – يُعيد عدد العناصر الحالي.

إليك المثال الآتي:

let map = new Map();

map.set('1', 'str1');   // المفتاح سلسلة نصية
map.set(1, 'num1');     // المفتاح عدد
map.set(true, 'bool1'); // المفتاح قيمة منطقية

// أتذكر كيف أنّ الكائن العادي يُحوّل المفاتيح لأي سلاسل نصية؟
// ‫الخارطة هنا تحترم النوع، وهذان السطران مختلفان:
alert( map.get(1)   ); // 'num1'
alert( map.get('1') ); // 'str1'

alert( map.size ); // 3

كما ترى، فالمفاتيح لا تُحوّل إلى سلاسل نصية (على العكس من الكائنات). يمكنك أن تضع أيّ نوع من المفاتيح تريد.

يمكن أن تستعمل الخارطة الكائناتَ نفسها مفاتيح.

مثال:

let john = { name: "John" };

// لنخزّن عدد زيارات كل زائر لنا
let visitsCountMap = new Map();

// ‫كائن john هو مفتاح الخارطة
visitsCountMap.set(john, 123);

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

يُعدّ استعمال الكائنات على أنّها مفاتيح أحدُ أهمّ صفات Map. لو أردت المفاتيح سلاسل نصية، فالكائنات Object تكفيك وزيادة، لكن لو أردت المفاتيح كائنات، فسيخونك Object للأسف. لنرى:

let john = { name: "John" };

let visitsCountObj = {}; // نحاول استعمال كائن

visitsCountObj[john] = 123; // ‫ونحاول استعمال كائن john مفتاحًا فيه

// ‫وهذا ما وجدناه مكتوبًا!
alert( visitsCountObj["[object Object]"] ); // 123

المتغيّر visitsCountObj من نوع ”كائن“، ولهذا يحوّل كلّ المفاتيح (مثل john) إلى سلاسل نصية. وبهذا قدّم لنا المفتاح بالسلسلة النصية "[object Object]". ليس ما نريد قطعًا.

كيف تُوازن الخارطة Map المفاتيح

تستعمل Map الخوارزمية SameValueZero لتختبر تساوي المفتاح مع الآخر. تتشابه هذه الخوارزمية تقريبًا مع المساواة الصارمة === بفارق أنّ NaN تساوي NaN في نظرها. يعني ذلك بأنك تستطيع استعمال NaN كمفتاح هو الآخر.

لا يمكن تغيير هذه الخوارزمية ولا تخصيصها.

سِلسلة الاستدعاءات كلّما نادينا map.set أعاد لنا التابِع الخارطة نفسها، وبهذا يمكن أن نستدعي التابع على ناتج الاستدعاء السابق:

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

المرور على خارطة

هناك ثلاث طرائق للمرور على عناصر Map وتطبيق عملية عليها:

  • map.keys()‎ – يُعيد مُتعدَّدًا للمفاتيح،
  • map.values()‎ – يُعيد مُتعدَّدًا للقيم،
  • map.entries()‎ – يُعيد مُتعدَّدًا للمدخلات [key, value]، وهي التي تستعملها for..of مبدئيًا.

مثال:

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

// نمرّ على المفاتيح (الخضراوات)‏
for (let vegetable of recipeMap.keys()) {
  alert(vegetable); // cucumber, tomatoes, onion
}

// نمرّ على قيم المفاتيح (عدد الخضراوات)‏
for (let amount of recipeMap.values()) {
  alert(amount); // 500, 350, 50
}

// ‫نمرّ على مدخلات [key, value]
for (let entry of recipeMap) { // ‫مثل recipeMap.entries()‎
  alert(entry); // ‫cucumber,500 (وهكذا)
}

ترتيب الإدخال هو المستعمل يسير التعداد بنفس الترتيب الذي أُدخلت به الكائنات، فالخارطة تحفظ هذا الترتيب على العكس من الكائنات Object.

علاوةً على ذلك، فتملك الخارطة Map التابِع المضمّن فيها forEach، كما المصفوفات Array:

// ‫تُنفّذ الدالة على كلّ زوج (key, value)
recipeMap.forEach( (value, key, map) => {
  alert(`${key}: ${value}`); // ‫cucumber: 500 إلخ إلخ
});

Object.entries: صنع خارطة من كائن

متى ما أُنشأت خارطة Map نستطيع تمرير مصفوفة (أو مُتعدَّدًا آخرًا) لها أزواج ”مفاتيح/قيم“ لتهيئتها، هكذا تمامًا:

// ‫مصفوفة من أزواج [key, value]
let map = new Map([
  ['1',  'str1'],
  [1,    'num1'],
  [true, 'bool1']
]);

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

لو كان أمامنا كائنًا عاديًا ونريد صناعة Map منه، فيمكننا استعمال التابِع المضمّن في اللغة Object.entries(obj) إذ يُعيد مصفوفة مكوّنة من أزواج ”مفاتيح/قيم“ للكائن، بنفس الصيغة التي يطلبها ذاك التابِع.

ولهذا يمكن أن نصنع خارطة من كائن بهذه الطريقة:

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

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

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

نرى هنا التابِع Object.entries يُعيد مصفوفة بأزواج ”مفاتيح/قيم“: [ ["name","John"], ["age", 30] ]، وهذا ما تحتاجه الخارطة.

Object.fromEntries: صنع كائن من خارطة

رأينا كيف نصنع خارطة Map من كائنٍ عاديّ باستعمال Object.entries(obj)‎. على العكس منه فالتابع Object.fromEntries يأخذ خارطة فيها أزواج [key, value] ويصنع كائنًا منها:

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

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

alert(prices.orange); // 2

يمكننا استعمال Object.fromEntries لنصنع كائنًا عاديًا من Map. يُفيدنا هذا مثلًا في تخزين البيانات في خارطة، بينما نريد تمريرها إلى شيفرة من طرف ثالثة تريد كائنًا عاديًا لا خارطة.

هذه الشيفرة المنشودة:

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

let obj = Object.fromEntries(map.entries()); // ن‫صنع كائنًا عاديًا (*)

//و‫هكذا انتهينا!
// obj = { banana: 1, orange: 2, meat: 4 }

alert(obj.orange); // 2

متى ما استدعينا map.entries()‎ أعادت مصفوفة مؤلّفة من أزواج ”مفاتيح/قيم“ بنفس التنسيق الذي يطلبه Object.fromEntries تمامًا، لحسن الحظ.

يمكننا تقصير السطر المعلّم (*) ذاك:

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

النتيجة نفسها إذ أنّ التابِع Object.fromEntries يتوقّع كائنًا مُتعدَّدًا وسيطًا له، وليس مصفوفة بالضرورة. كما والتعداد القياسي للخارطة يتوقّع ذات أزواج ”مفاتيح/قيم“ التي يتوقّعها map.entries()‎، وهكذا نجد في يدنا كائنًا عاديًا له نفس ”مفاتيح/قيم“ الخارطة map.

الطقم Set

الأطقم (Set) هي نوع خاصّ من التجميعات ليس له مفاتيح ولا يمكن أن يحوي أكثر من قيمة متطابقة. يمكن عدّها كأطقم المجوهرات والأسنان، حيث لا تتكرّر أي قطعة مرتين.

إليك توابِعه الرئيسة:

  • new Set(iterable)‎ – يصنع الطقم. في حال مرّرت كائن iterable (وهو عادةً مصفوفة)، فينسخ بياناته إلى الطقم.
  • set.add(value)‎ – يُضيف قيمة إلى الطقم ويُعيده ذاته.
  • set.delete(value)‎ – يُزيل القيمة ويُعيد true لو كانت القيمة value موجودة عند استدعاء التابِع، وإلّا يُعيد false.
  • set.has(value)‎ – يُعيد true لو كانت القيمة موجودة في الطقم، وإلّا يُعيد false.
  • set.clear()‎ – يُزيل كلّ شيء من الطقم.
  • set.size – خاصية عدد العناصر في الطقم.

الميزة الأهمّ للأطقم هي أنّك لو استدعيت set.add(value)‎ أكثر من مرّة وبنفس القيمة، فكأنّك استدعيتهُ مرّة واحدة. لهذا تظهر كل قيمة في الطقم مرّة واحدة لا غير.

عُدّ مثلًا أنّ زوّارًا قادمين إلى وليمة ونريد تذكّر كلّ واحد لإعداد ما يكفي من طعام… ولكن يجب ألّا نسجّل الزوّار مرتين، فالزائر ”واحد“ ونعدّه مرّة واحدة فقط.

الطقم هنا هو الخيار الأمثل:

let set = new Set();

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

// زارنا الناس، وهناك من زارنا أكثر من مرة
set.add(john);
set.add(pete);
set.add(mary);
set.add(john);
set.add(mary);

// لا يحفظ الطقم إلا القيم الفريدة
alert( set.size ); // 3

for (let user of set) {
  alert(user.name); // ‫John (ثمّ Pete وMary)
}

يمكن عوض الأطقم استعمال مصفوفة من المستخدمين، مع نصّ يتحقّق من البيانات عند إدخالها لألّا تحدث تكرارات (باستعمال arr.find). هذا ممكن نعم، لكن الأداء سيكون أشنع بكثير فتابِع البحث arr.find يمرّ على كامل المصفوفة فيفحص كلّ عنصر فيها. الطقم Set أفضل بمراحل فأداؤه في فحص تفرّد العناصر مُحسَّن داخل بنية اللغة.

المرور على طقم

يمكن لنا المرور على عناصر الطقم باستعمال حلقة for..of أو تابِع forEach:

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

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

// ‫نفس الأمر مع forEach:
set.forEach((value, valueAgain, set) => {
  alert(value);
});

ولكن لاحظ هنا طرافة التابِع: لدالة ردّ النداء المُمرّرة إلى forEach ثلاث وُسطاء: قيمة value، وذات القيمة الأولى valueAgain، والكائن الهدف. لاحظتَ كيف تكرّرت ذات القيمة في الوُسطاء مرّتين؟

يعزو هذا إلى توافق Set مع Map إذ لدالة ردّ التابع المُمرّرة إلى forEach الخارطة ثلاث وُسطاء أيضًا. معك حق، أمرها غريب، ولكنّها تفيد فتُسهّل حياتنا لو أردنا استبدال الخارطة بالطقم في حالات حرجة، كما العكس أيضًا.

كما تدعم الأطقم نفس التوابِع التي تدعمها الخارطة للتعامل مع المُتعدَّدات:

  • set.keys()‎ – يُعيد كائنًا مُتعدَّدًا من القيم،
  • set.values()‎ – تمامًا مثل set.keys()‎ (موجود للتوافق مع Map
  • set.entries()‎ – يُعيد كائنًا مُتعدَّدًا من المُدخلات [value, value] (موجود للتوافق مع Map).

ملخص

الخارطة Map هي تجميعة ذات مفاتيح.

توابعها وخاصياتها:

  • new Map([iterable])‎ – يصنع خريطة ويضع فيها أزواج [key,value] داخل المُتعدَّد iteratable الاختياري (يمكن أن يكون مثلًا مصفوفة).
  • map.set(key, value)‎ – يخزّن القيمة حسب مفتاحها.
  • map.get(key)‎ – يُعيد القيمة حسب مفتاحها، ويُعيد undefined لو لم يكن المفتاح key في الخارطة.
  • map.has(key)‎ – يُعيد true لو كان المفتاح key موجودًا، وإلا يُعيد false.
  • map.delete(key)‎ – يُزيل القيمة حسب مفتاحها.
  • map.clear()‎ – يُزيل كل ما في الخارطة.
  • map.size – يُعيد عدد العناصر في الخارطة الآن.

اختلافاتها مع الكائنات العادية (Object):

  • تدعم أنواع المفاتيح المختلفة، كما والكائنات نفسها أيضًا.
  • فيها توابِع أخرى تفيدنا، كما وخاصية size.

الطقم Set هو تجميعة من القيم الفريدة.

توابعه وخاصياته:

  • new Set([iterable])‎ – يصنع طقمًا ويضع فيه أزواج [key, value] داخل المُتعدَّد الاختياري (يمكن أن يكون مثلًا مصفوفة).
  • set.add(value)‎ – يُضيف القيمة value (ولو كانت موجودة لا يفعل شيء) ثمّ يُعيد الطقم نفسه.
  • set.delete(value)‎ – يُزيل القيمة ويُعيد true لو كانت موجودة عند استدعاء التابِع، وإلا يُعيد false.
  • set.has(value)‎ – يُعيد true لو كانت القيمة في الطقم، وإلا يُعيد false.
  • set.clear()‎ – يُزيل كل ما في الطقم.
  • set.size – عدد عناصر الطقم.

يسري ترتيب المرور على عناصر Map وSet بترتيب إدخالها فيهما دومًا، ولهذا لا يمكن أن نقول بأنّها تجميعات غير مرتّبة، بل أنّا لا نقدر على إعادة ترتيب عناصرها أو الحصول عليها بفهرسها فيها.

تمارين

ترشيح العناصر الفريدة في مصفوفة

الأهمية: 5

عُدّ أنّ arr مصفوفة. أنشِئ دالة unique(arr)‎ تُعيد مصفوفة مؤلّفة من العناصر الفريدة في arr.

مثال:

function unique(arr) {
  /* هنا تكتب شيفرتك*/
}

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

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

لاحظ أنّ السلاسل النصية استُعملت هنا، ولكن يمكن أن تكون القيم بأيّ نوع آخر.

غُشّ من هذه: استعمل Set لتخزين القيم الفريدة.

الحل

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

ترشيح الألفاظ المقلوبة

الأهمية: 4

تُسمّى الكلمات التي لها ذات الأحرف ولكن بترتيب مختلف ألفاظًا مقلوبة، مثل هذه:

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

أو العربية:

ملّ - لمّ
مسكين - سيكمن
كاتب - اكتب - كتاب

اكتب دالة aclean(arr)‎ تُعيد مصفوفةً بدون هذه الألفاظ المقلوبة. هكذا:

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

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

يجب أن يكون ناتج كلّ مجموعة ألفاظ كلمة واحدة فقط، ولا يهمّنا أيّ واحدة.

الحل

لو أردنا البحث عن كل الألفاظ المقلوبة، سنقسم كلّ كلمة إلى حروفها ونرتّبها. متى ما رتّبناها حسب الأحرف، فستكون الألفاظ كلها متطابقة. هكذا:

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

سنستعمل كلّ قيمة مختلفة (ولكن متطابقة بترتيب أحرفها) لتكون مفاتيح خريطة فنخزّن لفظًا واحدًا لكل مفتاح فقط:

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

  for (let word of arr) {

    // نقسم الكلمة بأحرفها، ونرّتب الأحرف ونجمعها ثانيةً
    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) );

نُنفّذ الترتيب حسب الأحرف بسلسلة استدعاءات كما في السطر (*). سنقسمها على أكثر من سطر ليسهل فهمها:

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

هكذا يكون لدى الكلمتين المختلفتين 'PAN' و'nap' ذات الشكل حين تُرتّب أحرفها: 'anp'.

في السطر اللاحق نُضيف الكلمة إلى الخارطة.

map.set(sorted, word);

لو قابلنا بينما نمرّ على الكلمات كلمةً لها نفس الشكل حين تُرتّب أحرفها، فستعوّض القيمة السابقة التي لها نفس المفتاح في الخارطة. هكذا لن تزيد الكلمات لكلّ شكل على واحد، دومًا.

وفي النهاية يأخذ Array.from(map.values())‎ متُعدَّدا يمرّ على قيم الخارطة (لا نريد مفاتيحها في ناتج الدالة) فيُعيد المصفوفة نفسها.

يمكننا (في هذه المسألة) استعمال كائن عادي بدل الخارطة، إذ أنّ المفاتيح سلاسل نصية. هكذا سيبدو الحلّ لو اتبعنا هذا النهج:

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) );

مفاتيح مُكرَّرة

الأهمية: 5

نريد تسجيل المصفوفة الناتجة من map.keys()‎ في متغيّر وثمّ استدعاء توابِع تخصّ المصفوفات عليها مثل ‎.push. ولكنّ ذلك لم ينفع:

let map = new Map();

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

let keys = map.keys();

// ‫خطأ: keys.push ليست دالة
keys.push("more");

لماذا؟ وكيف يمكننا إصلاح الشيفرة ليعمل keys.push؟

الحل

لأنّ التابِع map.keys()‎ يُعيد مُتعدَّدًا لا مصفوفة. يمكننا تحويله إلى مصفوفة باستعمال Array.from:

let map = new Map();

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

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

keys.push("more");

alert(keys); // name, more

ترجمة -وبتصرف- للفصل Map and Set من كتاب The JavaScript language

مهمه

الأهمية: 5

Let arr be an array.

Create a function unique(arr) that should return an array with unique items of arr.

For instance:

function unique(arr) {
  /* your code */
}

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

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

P.S. Here strings are used, but can be values of any type.

P.P.S. Use Set to store unique values.

افتح sandbox بالإختبارات.

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

افتح الحل الإختبارات في sandbox.

الأهمية: 4

Anagrams are words that have the same number of same letters, but in different order.

For instance:

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

Write a function aclean(arr) that returns an array cleaned from anagrams.

For instance:

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

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

From every anagram group should remain only one word, no matter which one.

افتح sandbox بالإختبارات.

To find all anagrams, let’s split every word to letters and sort them. When letter-sorted, all anagrams are same.

For instance:

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

We’ll use the letter-sorted variants as map keys to store only one value per each key:

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

  for (let word of arr) {
    // split the word by letters, sort them and join back
    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) );

Letter-sorting is done by the chain of calls in the line (*).

For convenience let’s split it into multiple lines:

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

Two different words 'PAN' and 'nap' receive the same letter-sorted form 'anp'.

The next line put the word into the map:

map.set(sorted, word);

If we ever meet a word the same letter-sorted form again, then it would overwrite the previous value with the same key in the map. So we’ll always have at maximum one word per letter-form.

At the end Array.from(map.values()) takes an iterable over map values (we don’t need keys in the result) and returns an array of them.

Here we could also use a plain object instead of the Map, because keys are strings.

That’s how the solution can look:

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) );

افتح الحل الإختبارات في sandbox.

الأهمية: 5

We’d like to get an array of map.keys() in a variable and then do apply array-specific methods to it, e.g. .push.

But that doesn’t work:

let map = new Map();

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

let keys = map.keys();

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

Why? How can we fix the code to make keys.push work?

That’s because map.keys() returns an iterable, but not an array.

We can convert it into an array using Array.from:

let map = new Map();

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

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

keys.push("more");

alert(keys); // name, more
خريطة الدورة التعليمية

التعليقات

إقرأ هذا قبل أن تضع تعليقًا…
  • إذا كان لديك اقتراحات أو تريد تحسينًا - من فضلك من فضلك إفتح موضوعًا فى جيتهاب أو شارك بنفسك بدلًا من التعليقات.
  • إذا لم تستطع أن تفهم شيئّا فى المقال - وضّح ماهو.
  • إذا كنت تريد عرض كود استخدم عنصر <code> ، وللكثير من السطور استخدم <pre>، ولأكثر من 10 سطور استخدم (plnkr, JSBin, codepen…)