數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(七)之集合結(jié)構(gòu)

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幾乎每種編程語言中, 都有集合結(jié)構(gòu).

集合比較常見的實現(xiàn)方式時哈希表(后續(xù)會學習), 我們這里來實現(xiàn)一個封裝的集合類.

一. 集合介紹

我們先來簡單認識一下集合的特點.

集合的特點

  • 集合通常是由一組無序的, 不能重復的元素構(gòu)成.
    • 和數(shù)學中的集合名詞比較相似, 但是數(shù)學中的集合范圍更大一些, 也允許集合中的元素重復.
    • 在計算機中, 集合通常表示的結(jié)構(gòu)中元素是不允許重復的.
  • 看成一種特殊的數(shù)組
    • 其實集合你可以將它看成一種特殊的數(shù)組.
    • 特殊之處在于里面的元素沒有順序, 也不能重復.
    • 沒有順序意味著不能通過下標值進行訪問, 不能重復意味著相同的對象在集合中只會存在一份.

集合的實現(xiàn)

  • 我們要像之前學習其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一樣, 來學習一下集合.
  • 最主要的學習方式就是封裝一個屬于自己的集合類, 并且可以通過該類進行集合相關(guān)的操作.
    • 2011年6月份發(fā)布的ES5中已經(jīng)包含了Array類
    • 2015年6月份發(fā)布的ES6中包含了Set類, 所以其實我們可以不封裝, 直接使用它.
    • 但是這里, 為了明確集合的內(nèi)部實現(xiàn)機制, 我們這里還是自己來封裝一下這個Set類.

二. 封裝集合

像前面封裝其他數(shù)據(jù)類型一樣, 我們也來封裝一下集合類(Set類)

創(chuàng)建集合類

  • 我們先來封裝一個Set類

    // 封裝集合的構(gòu)造函數(shù)
    function Set() {
        // 使用一個對象來保存集合的元素
        this.items = {} 
        
        // 集合的操作方法
    }
    
  • 代碼解析:

    • 代碼就是封裝了一個集合的構(gòu)造函數(shù).
    • 在集合中, 添加了一個items屬性, 用于保存之后添加到集合中的元素. 因為Object的keys本身就是一個集合.
    • 后續(xù)我們給集合添加對應(yīng)的操作方法.

操作的方法

  • 集合有哪些常見的操作方法呢?

    • add(value):向集合添加一個新的項。
    • remove(value):從集合移除一個值。
    • has(value):如果值在集合中,返回true,否則返回false
    • clear():移除集合中的所有項。
    • size():返回集合所包含元素的數(shù)量。與數(shù)組的length屬性類似。
    • values():返回一個包含集合中所有值的數(shù)組。
    • 還有一些集合其他相關(guān)的操作, 暫時用不太多, 這里暫不封裝.
  • 我們來一個個實現(xiàn)這些方法, 相對都比較簡單.

  • has(value)方法

    // 判斷集合中是否有某個元素
    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.判斷集合中是否已經(jīng)包含了該元素
        if (this.has(value)) return false
    
        // 2.將元素添加到集合中
        this.items[value] = value
        return true
    }
    
  • remove方法

    // 從集合中刪除某個元素
    Set.prototype.remove = function (value) {
        // 1.判斷集合中是否包含該元素
        if (!this.has(value)) return false
    
        // 2.包含該元素, 那么將元素刪除
        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

    // 獲取集合的大小
    Set.prototype.size = function () {
        return Object.keys(this.items).length
        
        /*
        考慮兼容性問題, 使用下面的代碼
        var count = 0
        for (var value in this.items) {
            if (this.items.hasOwnProperty(value)) {
                count++
            }
        }
        return count
        */
    }
    
  • values方法

    // 獲取集合中所有的值
    Set.prototype.values = function () {
        return Object.keys(this.items)
    
        /*
        考慮兼容性問題, 使用下面的代碼
        var keys = []
        for (var value in this.items) {
            keys.push(value)
        }
        return keys
        */
    }
    

集合的使用

  • 我們來簡單使用和測試一下封裝的集合類

    // 測試和使用集合類
    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
    
    // 判斷是否包含元素
    alert(set.has(100)) // true
    
    // 刪除元素
    set.remove(100)
    alert(set.values()) // 1, 200
    
    // 獲取集合的大小
    alert(set.size()) // 2
    set.clear()
    alert(set.size()) // 0
    

三. 完整代碼

最后, 我們還是給出集合的完整代碼

  • 完整代碼

    // 封裝集合的構(gòu)造函數(shù)
    function Set() {
        // 使用一個對象來保存集合的元素
        this.items = {}
    
        // 集合的操作方法
        // 判斷集合中是否有某個元素
        Set.prototype.has = function (value) {
            return this.items.hasOwnProperty(value)
        }
    
        // 向集合中添加元素
        Set.prototype.add = function (value) {
            // 1.判斷集合中是否已經(jīng)包含了該元素
            if (this.has(value)) return false
    
            // 2.將元素添加到集合中
            this.items[value] = value
            return true
        }
    
        // 從集合中刪除某個元素
        Set.prototype.remove = function (value) {
            // 1.判斷集合中是否包含該元素
            if (!this.has(value)) return false
    
            // 2.包含該元素, 那么將元素刪除
            delete this.items[value]
            return true
        }
    
        // 清空集合中所有的元素
        Set.prototype.clear = function () {
            this.items = {}
        }
    
        // 獲取集合的大小
        Set.prototype.size = function () {
            return Object.keys(this.items).length
    
            /*
            考慮兼容性問題, 使用下面的代碼
            var count = 0
            for (var value in this.items) {
                if (this.items.hasOwnProperty(value)) {
                    count++
                }
            }
            return count
            */
        }
    
        // 獲取集合中所有的值
        Set.prototype.values = function () {
            return Object.keys(this.items)
    
            /*
            考慮兼容性問題, 使用下面的代碼
            var keys = []
            for (var value in this.items) {
                keys.push(value)
            }
            return keys
            */
        }
    }
    
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