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JavaScript數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法之集合(Set)

 更新時(shí)間:2016年01月29日 11:26:21   作者:Lxxyx  
JavaScript集合(set) 可以使用集合對(duì)象 Map、Set 和WeakMap 存儲(chǔ)值和對(duì)象。通過(guò)這些對(duì)象,可以使用鍵或值而非索引來(lái)輕松添加和檢索成員。

集合(Set)

說(shuō)起集合,就想起剛進(jìn)高中時(shí),數(shù)學(xué)第一課講的就是集合。因此在學(xué)習(xí)集合這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí),倍感親切。
集合的基本性質(zhì)有一條: 集合中元素是不重復(fù)的。因?yàn)檫@種性質(zhì),所以我們選用了對(duì)象來(lái)作為集合的容器,而非數(shù)組。
雖然數(shù)組也能做到所有不重復(fù),但終究過(guò)于繁瑣,不如集合。

集合的操作

集合的基本操作有交集、并集、差集等。這兒我們介紹JavaScipt集合中交集、并集、差集的實(shí)現(xiàn)。

JavaScipt中集合的實(shí)現(xiàn)

首先,創(chuàng)建一個(gè)構(gòu)造函數(shù)。

/**
 * 集合的構(gòu)造函數(shù)
 */
function Set方法 {
 /**
  * 集合元素的容器,以對(duì)象來(lái)表示
  * @type {Object}
  */
 var items = {};
}

集合需要有如下方法:

  1. has(value): 檢測(cè)集合內(nèi)是否有某個(gè)元素
  2. add(value): 給集合內(nèi)添加某個(gè)元素
  3. remove(value): 移除集合中某個(gè)元素
  4. clear(value): 清空集合
  5. size(): 返回集合長(zhǎng)度
  6. values(): 返回集合轉(zhuǎn)換的數(shù)組
  7. union(otherSet): 返回兩個(gè)集合的并集
  8. intersection(otherSet): 返回兩個(gè)集合的交集
  9. difference(otherSet): 返回兩個(gè)集合的差集
  10. subset(otherSet): 判斷該集合是否為傳入集合的子集

has方法:

說(shuō)明:集合中元素是不重復(fù)的。所以在其它任何操作前,必須用has方法確認(rèn)集合是否有某個(gè)元素。這兒使用了hasOwnProperty方法來(lái)檢測(cè)。
實(shí)現(xiàn):

/**
 * 檢測(cè)集合內(nèi)是否有某個(gè)元素
 * @param {Any} value  要檢測(cè)的元素
 * @return {Boolean}    如果有,返回true
 */
this.has = function(value) {
 // hasOwnProperty的問(wèn)題在于
 // 它是一個(gè)方法,所以可能會(huì)被覆寫(xiě)
 return items.hasOwnProperty(value)
};

add方法:

說(shuō)明: 給集合內(nèi)添加某個(gè)元素。
實(shí)現(xiàn):

/**
 * 給集合內(nèi)添加某個(gè)元素
 * @param {Any} value 要被添加的元素
 * @return {Boolean}    添加成功返回True。
 */
this.add = function(value) {
 //先檢測(cè)元素是否存在。
 if (!this.has(value)) {
  items[value] = value;
  return true;
 }
 //如果元素已存在則返回false
 return false;
};

remove方法:

說(shuō)明: 移除集合中某個(gè)元素
實(shí)現(xiàn):

/**
 * 移除集合中某個(gè)元素
 * @param {Any} value 要移除的元素
 * @return {Boolean}    移除成功返回True。
 */
this.remove = function(value) {
 //先檢測(cè)元素是否存在。
 if (this.has(value)) {
  delete items[value];
  return true;
 }
 //如果元素不存在,則刪除失敗返回false
 return false;
};

clear方法:
說(shuō)明: 清空集合
實(shí)現(xiàn):

/**
 * 清空集合
 */
this.clear = function() {
 this.items = {};
};

size方法

說(shuō)明: 返回集合長(zhǎng)度,這兒有兩種方法。第一種方法使用了Object.keys這個(gè)Api,但只支持IE9及以上。第二種則適用于所有瀏覽器。
實(shí)現(xiàn):

/**
 * 返回集合長(zhǎng)度,只可用于IE9及以上
 * @return {Number} 集合長(zhǎng)度
 */
this.size = function() {
 // Object.keys方法能將對(duì)象轉(zhuǎn)化為數(shù)組
 // 只可用于IE9及以上,但很方便
 return Object.keys(items).length;
}

/**
 * 返回集合長(zhǎng)度,可用于所有瀏覽器
 * @return {Number} 集合長(zhǎng)度
 */
this.sizeLegacy = function() {
 var count = 0;
 for (var prop in items) {
  if (items.hasOwnProperty(prop)) {
   ++count;
  }
 }
 return count;
}

values方法

說(shuō)明: 返回集合轉(zhuǎn)換的數(shù)組,這兒也有兩種方法。理由同上。使用了Object.keys,只能支持IE9及以上。
實(shí)現(xiàn):

/**
 * 返回集合轉(zhuǎn)換的數(shù)組,只可用于IE9及以上
 * @return {Array} 轉(zhuǎn)換后的數(shù)組
 */
this.values = function() {
 return Object.keys(items);
};

/**
 * 返回集合轉(zhuǎn)換的數(shù)組,可用于所有瀏覽器
 * @return {Array} 轉(zhuǎn)換后的數(shù)組
 */
this.valuesLegacy = function() {
 var keys = [];
 for (var key in items) {
  keys.push(key)
 };
 return keys;
};

union方法

說(shuō)明: 返回兩個(gè)集合的并集
實(shí)現(xiàn):

/**
 * 返回兩個(gè)集合的并集
 * @param {Set} otherSet 要進(jìn)行并集操作的集合
 * @return {Set}     兩個(gè)集合的并集
 */
this.union = function(otherSet) {
 //初始化一個(gè)新集合,用于表示并集。
 var unionSet = new Set();
 //將當(dāng)前集合轉(zhuǎn)換為數(shù)組,并依次添加進(jìn)unionSet
 var values = this.values();
 for (var i = 0; i < values.length; i++) {
  unionSet.add(values[i]);
 }

 //將其它集合轉(zhuǎn)換為數(shù)組,依次添加進(jìn)unionSet。
 //循環(huán)中的add方法保證了不會(huì)有重復(fù)元素的出現(xiàn)
 values = otherSet.values();
 for (var i = 0; i < values.length; i++) {
  unionSet.add(values[i]);
 }

 return unionSet;
};

intersection方法

說(shuō)明: 返回兩個(gè)集合的交集
實(shí)現(xiàn):

/**
 * 返回兩個(gè)集合的交集
 * @param {Set} otherSet 要進(jìn)行交集操作的集合
 * @return {Set}     兩個(gè)集合的交集
 */
this.intersection = function(otherSet) {
 //初始化一個(gè)新集合,用于表示交集。
 var interSectionSet = new Set();
 //將當(dāng)前集合轉(zhuǎn)換為數(shù)組
 var values = this.values();
 //遍歷數(shù)組,如果另外一個(gè)集合也有該元素,則interSectionSet加入該元素。
 for (var i = 0; i < values.length; i++) {

  if (otherSet.has(values[i])) {
   interSectionSet.add(values[i])
  }
 }

 return interSectionSet;
};

difference方法

說(shuō)明: 返回兩個(gè)集合的差集
實(shí)現(xiàn):

/**
 * 返回兩個(gè)集合的差集
 * @param {Set} otherSet 要進(jìn)行差集操作的集合
 * @return {Set}     兩個(gè)集合的差集
 */
this.difference = function(otherSet) {
 //初始化一個(gè)新集合,用于表示差集。
 var differenceSet = new Set();
 //將當(dāng)前集合轉(zhuǎn)換為數(shù)組
 var values = this.values();
 //遍歷數(shù)組,如果另外一個(gè)集合沒(méi)有該元素,則differenceSet加入該元素。
 for (var i = 0; i < values.length; i++) {

  if (!otherSet.has(values[i])) {
   differenceSet.add(values[i])
  }
 }

 return differenceSet;
};

subset方法

說(shuō)明: 判斷該集合是否為傳入集合的子集。這段代碼在我自己寫(xiě)完后與書(shū)上一比對(duì),覺(jué)得自己超級(jí)low。我寫(xiě)的要遍歷數(shù)組三次,書(shū)上的只需要一次,算法復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于我的。
實(shí)現(xiàn):

/**
 * 判斷該集合是否為傳入集合的子集
 * @param {Set} otherSet 傳入的集合
 * @return {Boolean}   是則返回True
 */
this.subset = function(otherSet) {
 // 第一個(gè)判定,如果該集合長(zhǎng)度大于otherSet的長(zhǎng)度
 // 則直接返回false
 if (this.size() > otherSet.size()) {
  return false;
 } else {
  // 將當(dāng)前集合轉(zhuǎn)換為數(shù)組
  var values = this.values();

  for (var i = 0; i < values.length; i++) {

   if (!otherSet.has(values[i])) {
    // 第二個(gè)判定。只要有一個(gè)元素不在otherSet中
    // 那么則可以直接判定不是子集,返回false
    return false;
   }
  }

  return true;
 }
};

ES6中的集合

ES6也提供了集合,但之前看ES6的集合操作一直迷迷糊糊的。實(shí)現(xiàn)一遍后再去看,感覺(jué)概念清晰了很多。
具體的我掌握的不是很好,還在學(xué)習(xí)中,就不寫(xiě)出來(lái)啦~推薦看阮一峰老師的《ECMAScript 6入門(mén)》中對(duì)ES6 Set的介紹。
《ECMAScript 6入門(mén)》– Set和Map數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

感想

到了這兒,已經(jīng)掌握了一些基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。剩下的都是難啃的骨頭了(對(duì)我而言)。

字典的散列表、圖、樹(shù)、排序算法。算是四大金剛,所以近期關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法系列的文章,可能會(huì)更新的很慢。對(duì)我來(lái)說(shuō),也算是一個(gè)坎。希望這個(gè)寒假,能跨過(guò)這個(gè)坎。

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