JavaScript数据结构——集合的实现与应用

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  与数学中的集合概念同类,集合由一组无序的元素组成,且集合中的每个元素都在唯一趋于稳定的。都还都能能 回顾一下中学好中集合的概念,大伙这里所要定义的集合也具有空集(即集合的内容为空)、交集、并集、差集、子集的形态。

  在ES6中,原生的Set类不可能 实现了集合的完整形态,稍后大伙会介绍它的用法。

  大伙使用JavaSctipt的对象来表示集合,下面是集合类的主要实现法子:

class Set {
    constructor () {
        this.items = {};
    }

    add (value) { // 向集合中加进元素
        if (!this.has(value)) {
            this.items[value] = value;
            return true;
        }
        return false;
    }

    delete (value) { // 从集合中删除对应的元素
        if (this.has(value)) {
            delete this.items[value];
            return true;
        }
        return false;
    }

    has (value) { // 判断给定的元素在集合中是是否是趋于稳定
        return this.items.hasOwnProperty(value);
    }

    clear() { // 清空集合内容
        this.items = {};
    }

    size () { // 获取集合的长度
        return Object.keys(this.items).length;
    }

    values () { // 返回集合中所有元素的内容
        return Object.values(this.items);
    }
}

  在使用JavaScript对象{ }来表示集合时,大伙都还都能能 像操作数组一样通过[ ]来设置和获取集合内元素的值。通过这个法子,在设置集合元素的值时,不可能 元素不趋于稳定,则创建一1个新元素,不可能 元素趋于稳定,则修改对应的值;在获取集合元素的值时,不可能 元素趋于稳定,则返回对应的值,不可能 元素不趋于稳定,则返回undefined。此外,JavaScript对象还提供了一点基础法子以方便大伙对集合进行一点操作,同类hasOwenProperty()法子返回一1个表明对象是是否是具有特定属性的布尔值,Object.keys()法子返回指定对象的所有属性名称的数组,Object.values()法子法子指定对象的所有属性值的数组。

  上述代码很简单,这里就不再完整解释了。下面是一点测试用例和测试结果:

let set = new Set();
set.add(1);
console.log(set.values()); // [ 1 ]
console.log(set.has(1)); // true
console.log(set.size()); // 1

set.add(2);
console.log(set.values()); // [ 1, 2 ]
console.log(set.has(2)); // true
console.log(set.size()); // 2

set.delete(1);
console.log(set.values()); // [ 2 ]

set.delete(2);
console.log(set.values()); // []

  下面大伙来看看集合的数学运算:并集、交集、差集、子集。

并集

  对于给定的一1个集合,并集返回一1个涵盖一1个集合中所有元素的新集合。示意图如下:

  并集的实现代码:

union (otherSet) { // 并集
    let unionSet = new Set();
    this.values().forEach(value => unionSet.add(value));
    otherSet.values().forEach(value => unionSet.add(value));
    return unionSet;
}

  首先遍历第一1个集合,将所有的元素加进到新集合中,假如再遍历第五个集合,将所有的元素加进到新集合中。假如返回新集合。不要担心会加进重复的元素,不可能 集合的add()法子会自动排除掉已加进的元素。

  测试用例及结果:

let setA = new Set();
setA.add("first");
setA.add("second");
setA.add("third");

let setB = new Set();
setB.add("third");
setB.add("fourth");
setB.add("fifth");
setB.add("sixth");

console.log(setA.union(setB).values()); // [ 'first', 'second', 'third', 'fourth', 'fifth', 'sixth' ]

交集

  对于给定的一1个集合,交集返回一1个涵盖一1个集合中共有元素的新集合。示意图如下:

  交集的实现代码:

intersection (otherSet) { // 交集
    let intersectionSet = new Set();
    this.values().forEach(value => {
       if (otherSet.has(value)) intersectionSet.add(value);
    });
    return intersectionSet;
}

  遍历第一1个集合,不可能 元素出先在第五个集合中,则将它加进到新集合。假如返回新集合。

  测试用例及结果:

let setA = new Set();
setA.add("first");
setA.add("second");
setA.add("third");

let setB = new Set();
setB.add("second");
setB.add("third");
setB.add("fourth");

console.log(setA.intersection(setB).values()); // [ 'second', 'third' ]

差集

  对于给定的一1个集合,差集返回一1个涵盖所有趋于稳定于第一1个集合且不趋于稳定于第五个集合的元素的新集合。示意图如下:

  差集的实现代码:

difference (otherSet) { // 差集
    let differenceSet = new Set();
    this.values().forEach(value => {
       if (!otherSet.has(value)) differenceSet.add(value);
    });
    return differenceSet;
}

  遍历第一1个集合,不可能 元素没法出先在第五个集合中,则将它加进到新集合。假如返回新集合。

  测试用例及结果:

let setA = new Set();
setA.add("first");
setA.add("second");
setA.add("third");

let setB = new Set();
setB.add("second");
setB.add("third");
setB.add("fourth");

console.log(setA.difference(setB).values()); // [ 'first' ]

子集

  验证一1个给定集合是是否是原本集合的子集,即判断给定的集合中的所有元素是是否是都趋于稳定于原本集合中,不可能 是,则这个集合可是我原本集合的子集,反之则都在。示意图如下:

  子集的实现代码:

subset (otherSet) { // 子集
    if (this.size() > otherSet.size()) return false;

    let isSubset = true;
    this.values().every(value => {
        if (!otherSet.has(value)) {
            isSubset = false;
            return false;
        }
        return true;
    });

    return isSubset;
}

  不可能 集合A比集合B的长度大,则直接返回false,不可能 这个具体情况A不要可能 是B的子集。假如使用every()函数遍历集合A的所有元素,一旦碰到其中的元素没法在集合B中出先,则直接返回false,并终止遍历。这里大伙没法使用forEach来遍历集合A,是不可能 你无法根据某个条件来终止forEach循环。考虑下面这个具体情况:

var arr = ["first", "second", "third", "fourth"];
arr.forEach(item => {
    if(item === "third") return true;
    console.log(item);
});

  输出结果是:

  很显然,这里的return true一段话从只能退出forEach循环,它只能保证本次循环中余下的一段话不被执行,而接下来其它的元素还是会被遍历到。

  在大伙的subset()法子中,不可能 使用forEach一段话,每一次都在遍历集合中的所有元素,不可能 遇到其中的元素没法在集合B中出先,就将isSubset变量的值设置为false,但从只能退出forEach,isSubset变量的值不可能 会被多次覆盖。为了提高执行带宽,推荐使用every()函数,它会遍历集合中的元素,直到其中一1个返回结果为false,就终止遍历,并返回false,假如就遍历所有的元素并返回true。有关every()函数的完整介绍都还都能能 看这里。与every()函数功能同类还有一1个some()函数,它在遍历集合的过程中,遇到返回结果为true时就终止遍历,具体内容都还都能能 看这里。

  差集的测试用例及结果:

let setA = new Set();
setA.add("first");
setA.add("second");

let setB = new Set();
setB.add("first");
setB.add("second");
setB.add("third");

let setC = new Set();
setC.add("second");
setC.add("third");
setC.add("fourth");

console.log(setA.subset(setB)); // true
console.log(setA.subset(setC)); // false

   文章的开头说过,ES6提供了原生的Set类,让大伙来看看它的一点使用法子:

let set = new Set();
set.add(1);
set.add(2);
set.add(3);
console.log(set.values()); // [Set Iterator] { 1, 2, 3 }
console.log(set.has(1)); // true
console.log(set.size); // 2

set.delete(1);
console.log(set.values()); // [Set Iterator] { 2, 3 }

set.clear();
console.log(set.values()); // [Set Iterator] {  }

  和前面大伙自定义的Set类稍微有一点不同,values()法子返回的都在一1个数组,可是我Iterator迭代器。原本可是我这里的size是一1个属性而都在法子,其它主次都和大伙前面定义的Set类相同。不可能 ES6的Set类不涵盖对集合的数学运算,大伙都还都能能 按照前面大伙提供的法子来对其进行扩充。有关ES6的Set类的完整介绍都还都能能 看查看这里。

  下一章大伙将介绍要怎样用JavaScript来实现字典和散列表。