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本系列的第一篇文章: 学习JavaScript数据结构与算法(一):栈与队列
第二篇文章:学习JavaScript数据结构与算法(二):链表
第三篇文章: 学习JavaScript数据结构与算法(三):集合
第四篇文章: 学习JavaScript数据结构与算法(四):二叉搜索树

集合(Set)

说起集合,就想起刚进高中时,数学第一课讲的就是集合。因此在学习集合这种数据结构时,倍感亲切。 集合的基本性质有一条: 集合中元素是不重复的。因为这种性质,所以我们选用了对象来作为集合的容器,而非数组。 虽然数组也能做到所有不重复,但终究过于繁琐,不如集合。

集合的操作

集合的基本操作有交集、并集、差集等。这儿我们介绍JavaScipt集合中交集、并集、差集的实现。至于这三个的具体概念,可以看图: 交集、并集、差集

JavaScipt中集合的实现

首先,创建一个构造函数。

/**
 * 集合的构造函数
 */
function Set方法 {  
  /**
   * 集合元素的容器,以对象来表示
   * @type {Object}
   */
  var items = {};
}

集合需要有如下方法:

  • has(value): 检测集合内是否有某个元素
  • add(value): 给集合内添加某个元素
  • remove(value): 移除集合中某个元素
  • clear(value): 清空集合
  • size(): 返回集合长度
  • values(): 返回集合转换的数组
  • union(otherSet): 返回两个集合的并集
  • intersection(otherSet): 返回两个集合的交集
  • difference(otherSet): 返回两个集合的差集
  • subset(otherSet): 判断该集合是否为传入集合的子集

has方法:

说明:集合中元素是不重复的。所以在其它任何操作前,必须用has方法确认集合是否有某个元素。这儿使用了hasOwnProperty方法来检测。 实现:

/**
 * 检测集合内是否有某个元素
 * @param  {Any}  value    要检测的元素
 * @return {Boolean}       如果有,返回true
 */
this.has = function(value) {  
  // hasOwnProperty的问题在于
  // 它是一个方法,所以可能会被覆写
  return items.hasOwnProperty(value)
};

add方法:

说明: 给集合内添加某个元素。 实现:

/**
 * 给集合内添加某个元素
 * @param {Any} value 要被添加的元素
 * @return {Boolean}       添加成功返回True。
 */
this.add = function(value) {  
  //先检测元素是否存在。
  if (!this.has(value)) {
    items[value] = value;
    return true;
  }
  //如果元素已存在则返回false
  return false;
};

remove方法:

说明: 移除集合中某个元素 实现:

/**
 * 移除集合中某个元素
 * @param  {Any} value 要移除的元素
 * @return {Boolean}       移除成功返回True。
 */
this.remove = function(value) {  
  //先检测元素是否存在。
  if (this.has(value)) {
    delete items[value];
    return true;
  }
  //如果元素不存在,则删除失败返回false
  return false;
};

clear方法:

说明: 清空集合 实现:

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

size方法

说明: 返回集合长度,这儿有两种方法。第一种方法使用了Object.keys这个Api,但只支持IE9及以上。第二种则适用于所有浏览器。 实现:

/**
 * 返回集合长度,只可用于IE9及以上
 * @return {Number} 集合长度
 */
this.size = function() {  
  // Object.keys方法能将对象转化为数组
  // 只可用于IE9及以上,但很方便
  return Object.keys(items).length;
}

/**
 * 返回集合长度,可用于所有浏览器
 * @return {Number} 集合长度
 */
this.sizeLegacy = function() {  
  var count = 0;
  for (var prop in items) {
    if (items.hasOwnProperty(prop)) {
      ++count;
    }
  }
  return count;
}

values方法

说明: 返回集合转换的数组,这儿也有两种方法。理由同上。使用了Object.keys,只能支持IE9及以上。 实现:

/**
 * 返回集合转换的数组,只可用于IE9及以上
 * @return {Array} 转换后的数组
 */
this.values = function() {  
  return Object.keys(items);
};

/**
 * 返回集合转换的数组,可用于所有浏览器
 * @return {Array} 转换后的数组
 */
this.valuesLegacy = function() {  
  var keys = [];
  for (var key in items) {
    keys.push(key)
  };
  return keys;
};

union方法

说明: 返回两个集合的并集 实现:

/**
 * 返回两个集合的并集
 * @param  {Set} otherSet 要进行并集操作的集合
 * @return {Set}          两个集合的并集
 */
this.union = function(otherSet) {  
  //初始化一个新集合,用于表示并集。
  var unionSet = new Set();
  //将当前集合转换为数组,并依次添加进unionSet
  var values = this.values();
  for (var i = 0; i < values.length; i++) {
    unionSet.add(values[i]);
  }

  //将其它集合转换为数组,依次添加进unionSet。
  //循环中的add方法保证了不会有重复元素的出现
  values = otherSet.values();
  for (var i = 0; i < values.length; i++) {
    unionSet.add(values[i]);
  }

  return unionSet;
};

intersection方法

说明: 返回两个集合的交集 实现:

/**
 * 返回两个集合的交集
 * @param  {Set} otherSet 要进行交集操作的集合
 * @return {Set}          两个集合的交集
 */
this.intersection = function(otherSet) {  
  //初始化一个新集合,用于表示交集。
  var interSectionSet = new Set();
  //将当前集合转换为数组
  var values = this.values();
  //遍历数组,如果另外一个集合也有该元素,则interSectionSet加入该元素。
  for (var i = 0; i < values.length; i++) {

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

  return interSectionSet;
};

difference方法

说明: 返回两个集合的差集 实现:

/**
 * 返回两个集合的差集
 * @param  {Set} otherSet 要进行差集操作的集合
 * @return {Set}          两个集合的差集
 */
this.difference = function(otherSet) {  
  //初始化一个新集合,用于表示差集。
  var differenceSet = new Set();
  //将当前集合转换为数组
  var values = this.values();
  //遍历数组,如果另外一个集合没有该元素,则differenceSet加入该元素。
  for (var i = 0; i < values.length; i++) {

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

  return differenceSet;
};

subset方法

说明: 判断该集合是否为传入集合的子集。这段代码在我自己写完后与书上一比对,觉得自己超级low。我写的要遍历数组三次,书上的只需要一次,算法复杂度远远低于我的。 实现:

/**
 * 判断该集合是否为传入集合的子集
 * @param  {Set} otherSet 传入的集合
 * @return {Boolean}      是则返回True
 */
this.subset = function(otherSet) {  
  // 第一个判定,如果该集合长度大于otherSet的长度
  // 则直接返回false
  if (this.size() > otherSet.size()) {
    return false;
  } else {
    // 将当前集合转换为数组
    var values = this.values();

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

      if (!otherSet.has(values[i])) {
        // 第二个判定。只要有一个元素不在otherSet中
        // 那么则可以直接判定不是子集,返回false
        return false;
      }
    }

    return true;
  }
};

源代码

源代码在此~

集合-源代码

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。实现一遍后再去看,感觉概念清晰了很多。
具体的我掌握的不是很好,还在学习中,就不写出来啦~推荐看阮一峰老师的《ECMAScript 6入门》中对ES6 Set的介绍。

《ECMAScript 6入门》-- Set和Map数据结构

感想

到了这儿,已经掌握了一些基本的数据结构。剩下的都是难啃的骨头了(对我而言)。

字典的散列表、图、树、排序算法。算是四大金刚,所以近期关于数据结构与算法系列的文章,可能会更新的很慢。对我来说,也算是一个坎。希望这个寒假,能跨过这个坎。

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