数据结构(七)之集合结构

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几乎每种编程语言中, 都有集合结构.

集合比较常见的实现方式时哈希表(后续会学习), 我们这里来实现一个封装的集合类.

一. 集合介绍

我们先来简单认识一下集合的特点.

集合的特点

• 集合通常是由一组无序的, 不能重复的元素构成.
  • 和数学中的集合名词比较相似, 但是数学中的集合范围更大一些, 也允许集合中的元素重复.
  • 在计算机中, 集合通常表示的结构中元素是不允许重复的.
• 看成一种特殊的数组
  • 其实集合你可以将它看成一种特殊的数组.
  • 特殊之处在于里面的元素没有顺序, 也不能重复.
  • 没有顺序意味着不能通过下标值进行访问, 不能重复意味着相同的对象在集合中只会存在一份.

集合的实现

• 我们要像之前学习其他数据结构一样, 来学习一下集合.
• 最主要的学习方式就是封装一个属于自己的集合类, 并且可以通过该类进行集合相关的操作.
  • 2011年6月份发布的ES5中已经包含了Array类
  • 2015年6月份发布的ES6中包含了Set类, 所以其实我们可以不封装, 直接使用它.
  • 但是这里, 为了明确集合的内部实现机制, 我们这里还是自己来封装一下这个Set类.

二. 封装集合

像前面封装其他数据类型一样, 我们也来封装一下集合类(Set类)

创建集合类

• 我们先来封装一个Set类

  // 封装集合的构造函数
  function Set() {
      // 使用一个对象来保存集合的元素
      this.items = {} 
      
      // 集合的操作方法
  }
  

• 代码解析:

  • 代码就是封装了一个集合的构造函数.
  • 在集合中, 添加了一个items属性, 用于保存之后添加到集合中的元素. 因为Object的keys本身就是一个集合.
  • 后续我们给集合添加对应的操作方法.

操作的方法

• 集合有哪些常见的操作方法呢?

  • add(value)：向集合添加一个新的项。
  • remove(value)：从集合移除一个值。
  • has(value)：如果值在集合中，返回true，否则返回false。
  • clear()：移除集合中的所有项。
  • size()：返回集合所包含元素的数量。与数组的length属性类似。
  • values()：返回一个包含集合中所有值的数组。
  • 还有一些集合其他相关的操作, 暂时用不太多, 这里暂不封装.

• 我们来一个个实现这些方法, 相对都比较简单.

• has(value)方法

  // 判断集合中是否有某个元素
  Set.prototype.has = function (value) {
      return this.items.hasOwnProperty(value)
  }
  

• add方法

  // 向集合中添加元素
  Set.prototype.add = function (value) {
      // 1.判断集合中是否已经包含了该元素
      if (this.has(value)) return false
  
      // 2.将元素添加到集合中
      this.items[value] = value
      return true
  }
  

• remove方法

  // 从集合中删除某个元素
  Set.prototype.remove = function (value) {
      // 1.判断集合中是否包含该元素
      if (!this.has(value)) return false
  
      // 2.包含该元素, 那么将元素删除
      delete this.items[value]
      return true
  }
  

• clear方法

  // 清空集合中所有的元素
  Set.prototype.clear = function () {
      this.items = {}
  }
  

• size方法

  // 获取集合的大小
  Set.prototype.size = function () {
      return Object.keys(this.items).length
      
      /*
      考虑兼容性问题, 使用下面的代码
      var count = 0
      for (var value in this.items) {
          if (this.items.hasOwnProperty(value)) {
              count++
          }
      }
      return count
      */
  }
  

• values方法

  // 获取集合中所有的值
  Set.prototype.values = function () {
      return Object.keys(this.items)
  
      /*
      考虑兼容性问题, 使用下面的代码
      var keys = []
      for (var value in this.items) {
          keys.push(value)
      }
      return keys
      */
  }
  

集合的使用

• 我们来简单使用和测试一下封装的集合类

  // 测试和使用集合类
  var set = new Set()
  
  // 添加元素
  set.add(1)
  alert(set.values()) // 1
  set.add(1)
  alert(set.values()) // 1
  
  set.add(100)
  set.add(200)
  alert(set.values()) // 1,100,200
  
  // 判断是否包含元素
  alert(set.has(100)) // true
  
  // 删除元素
  set.remove(100)
  alert(set.values()) // 1, 200
  
  // 获取集合的大小
  alert(set.size()) // 2
  set.clear()
  alert(set.size()) // 0
  

三. 完整代码

最后, 我们还是给出集合的完整代码

• 完整代码

  // 封装集合的构造函数
  function Set() {
      // 使用一个对象来保存集合的元素
      this.items = {}
  
      // 集合的操作方法
      // 判断集合中是否有某个元素
      Set.prototype.has = function (value) {
          return this.items.hasOwnProperty(value)
      }
  
      // 向集合中添加元素
      Set.prototype.add = function (value) {
          // 1.判断集合中是否已经包含了该元素
          if (this.has(value)) return false
  
          // 2.将元素添加到集合中
          this.items[value] = value
          return true
      }
  
      // 从集合中删除某个元素
      Set.prototype.remove = function (value) {
          // 1.判断集合中是否包含该元素
          if (!this.has(value)) return false
  
          // 2.包含该元素, 那么将元素删除
          delete this.items[value]
          return true
      }
  
      // 清空集合中所有的元素
      Set.prototype.clear = function () {
          this.items = {}
      }
  
      // 获取集合的大小
      Set.prototype.size = function () {
          return Object.keys(this.items).length
  
          /*
          考虑兼容性问题, 使用下面的代码
          var count = 0
          for (var value in this.items) {
              if (this.items.hasOwnProperty(value)) {
                  count++
              }
          }
          return count
          */
      }
  
      // 获取集合中所有的值
      Set.prototype.values = function () {
          return Object.keys(this.items)
  
          /*
          考虑兼容性问题, 使用下面的代码
          var keys = []
          for (var value in this.items) {
              keys.push(value)
          }
          return keys
          */
      }
  }