學習數據結構與算法之集合

本系列全部文章：
第一篇文章：學習數據結構與算法之棧與隊列
第二篇文章：學習數據結構與算法之鏈表
第三篇文章：學習數據結構與算法之集合
第四篇文章：學習數據結構與算法之字典和散列表
第五篇文章：學習數據結構與算法之二叉搜索樹

集合簡介

記得高一數學第一節課學的就是集合，如今快大四了再看到它有種見了老朋友的感受。哈哈，閒話很少扯，進入正題。

集合是由一組無序且不重複的項組成的數據結構。這裏集合的概念和高中數學相似，也有空集，交集，並集，子集等概念，只不過在這裏就沒有那麼複雜的證實題了。那麼接下來就用JavaScript實現一下集合。

用JavaScript實現集合

老規矩，先弄一個構造函數出來

function Set () {
  // 這裏用對象來模擬集合
  var items = {}
}

集合要實現如下方法：

• add(value)：向集合添加新的項
• remove(value)：從集合刪除一項
• has(value)：若是集合中存在該項則返回true，不然返回false
• clear()：清除集合中的全部項
• size()：返回集合包含元素的數量
• values()：返回集合中全部值的數組

實現has

根據hasOwnProperty判斷該元素是否屬於集合，注意：hasOwnProperty能夠檢查屬性是否屬於對象，對於原型鏈上的屬性hasOwnProperty會返回false

this.has = function (value) {
  return items.hasOwnProperty(value)
}

實現add

這裏添加新的元素到集合中時，首先要保證該元素不存在於集合中。

this.add = function (value) {
  if (!this.has(value)) {
    items[value] = value
    return true
  }
  return false
}

實現remove

刪除前也要先判斷元素是否存在

this.remove = function (value) {
  if (this.has(value)) {
    delete items[value]
    return true
  }
  return false
}

實現values

Object.keys的做用是返回對象中全部可枚舉屬性組成的數組（不包括原型鏈上的屬性）。固然，你也能夠用for...in 來實現。

this.values = function () {
  return Object.keys(items)
}

實現clear和size

比較簡單，就直接貼源碼了

this.clear = function () {
  items = {}
}

this.size = function () {
  return Object.keys(items).length
}

實現集合操做

集合有如下操做：

• 並集
• 交集
• 差集
• 子集

具體的就很少解釋了，請看代碼

實現並集

建立一個新集合unionSet表示兩個集合的並集，以後分別遍歷兩個集合添加進unionSet，最後返回集合

this.union = function (otherSet) {
  var unionSet = new Set()
  
  var values = this.values()
  for (var i = 0; i < values.length; i++) {
    unionSet.add(values[i])
  }
  
  values = otherSet.values()
  for (var i = 0; i < values.length; i++) {
    unionSet.add(values[i])
  }
  return unionSet
}

實現交集

交集是二者都有的屬性的集合，實現思路與上面相似，只要判斷元素是否同時存在與兩個集合就好了

this.intersection = function (otherSet) {
  var intersectionSet = new Set()

  var values = this.values()
  for (var i = 0; i < values.length; i++) {
    if (otherSet.has(values[i])) {
      intersectionSet.add(values[i])
    }
  }

  return intersectionSet
}

實現差集

差集A-B的意思是：元素只在集合A中存在，集合B中不存在，所以實現也很簡單。

this.difference = function (otherSet) {
  var differenceSet = new Set()
  
  var values = this.values()
  for (var i = 0; i < values.length; i++) {
    if (!otherSet.has(values[i])) {
      differenceSet.add(values[i])
    }
  }
  
  return differenceSet
}

實現子集

數學中A是B的子集意味着A中的全部元素都存在於B中，按照這個思路實現代碼以下

this.subSet = function (otherSet) {
  if (this.size() > otherSet.size()) {
    return false
  } else {
    var values = this.values()

    for (var i = 0; i < values.length; i++) {
      if (!otherSet.has(values[i])) {
        return false
      }
    }
    return true
  }
}

放上源代碼，有興趣的能夠看看：

集合的實現－源代碼

小結

到目前爲止，比較簡單的數據結構基本都掌握了，後面就是字典、散列表、樹、圖以及排序算法了，都是難啃的骨頭，可是必需要啃下來。繼續加油～