JavaScript的數據結構與算法（五） —— 集合

wangshijun 發布于2019-08-21 17:13 / 3009人閱讀

摘要：集合是由一組無序且唯一的項組成的。這個數據結構使用了與有限集合相同的數學概念，但應用在計算機科學的數據結構中。在數學中，集合也有并集交集差集等基本操作。集合的基本性質有一條集合中元素是不重復的。

集合是由一組無序且唯一的項組成的。這個數據結構使用了與有限集合相同的數學概念，但應用在計算機科學的數據結構中。在數學中，集合也有并集、交集、差集等基本操作。

集合的基本性質有一條: 集合中元素是不重復的。因為這種性質，所以我們選用了對象來作為集合的容器，而非數組。

簡單實現集合類

下面我們先來簡單實現一個集合類，并包含以下的方法：

has(value): 檢測集合內是否有某個元素

add(value): 給集合內添加某個元素

remove(value): 移除集合中某個元素

clear(value): 清空集合

size(): 返回集合長度

values(): 返回集合轉換的數組

代碼如下：

function Set() {
    var items = {};

    /**
     * 檢測集合內是否存在某個元素
     * 
     * @param {any} value 檢測的元素
     * @returns 存在則返回true
     */
    this.has = function (value) {
        return items.hasOwnProperty(value);
    }

    /**
     * 給集合添加某個元素
     * 
     * @param {any} value 要添加的元素
     * @returns 添加成功返回true
     */
    this.add = function (value) {
        if (this.has(value)) {
        // 如果集合中已存在該元素
            return false;
        }
        items[value] = value;
        return true;
    }

    /**
     * 移除集合中的某個元素
     * 
     * @param {any} value 要移除的元素
     * @returns 移除成功返回true
     */
    this.remove = function (value) {
        if (!this.has(value)) {
            // 如果集合中不存在該元素
            return false;
        }
        delete items[value];
        return true;
    }

    /**
     * 清空集合
     */
    this.clear = function () {
        items = {};
    }
    /**
     * 返回集合長度
     */
    this.size = function () {
        return Object.keys(size).length
    }
    
    /**
     * 返回集合轉換成的數組
     * @returns {Array} 轉換后的數組
     */
    this.values = function () {
        var arr = [];
        for (var key in items) {
            var item = items[key];
            arr.push(item)
        }
        return arr;
    }
}

為集合類添加交、并、差集方法

在以上代碼基礎上進行添加

交集方法

/**
 * 返回兩個集合的交集
 * @param {any} otherSet 要進行交集操作的集合
 * @returns 兩個集合的交集
 */
this.intersection = function (otherSet) {
    // 初始化一個新集合，用于表交集
    var interSectionSet = new Set();
    // 把當前集合轉換成數組
    var values = this.values();
    // 遍歷數組，如果另外一個集合也有該元素，則interSectionSet加入該元素。
    for (var i = 0; i < values.length; i++) {
        if (otherSet.has(values[i])) {
            interSectionSet.add(values[i]);
        }
    }

    return interSectionSet;
}

并集方法

/**
 * 返回兩個集合的并集
 * @param {any} otherSet 要進行并集操作的集合
 * @returns 兩個集合的并集
 */
this.union = function (otherSet) {
    // 初始化一個新集合，用于表示并集
    var unionSet = new Set();
    // 把當前集合依次添加進unionSet
    var values = this.values();
    for (var i = 0; i < values.length; i++) {
        unionSet.add(values[i]);
    }

    // 將其他集合轉換成數組，依次加添進unionSet
    values = otherSet.values();
    for (var i = 0; i < values.length; i++) {
        unionSet.add(values[i]);
    }

    return unionSet
}

差集方法

/**
 * 返回兩個集合的差集
 * 
 * @param {any} otherSet 要進行差集操作的集合
 * @returns 兩個集合的差集
 */
this.difference = function (otherSet) {
    var differenceSet = new Set();
    var values = this.values();
    // 遍歷數組，如果另外一個集合不存在該元素，則differenceSet加入該元素。
    for (var i = 0; i < values.length; i++) {
        if (!otherSet.has(values[i])) {
            differenceSet.add(values[i]);
        }
    }

    return differenceSet;
}

子集方法

 /**
  * 判斷該集合是否為傳入集合的子集
  * @param {any} otherSet 傳入的集合
  * @returns 如果為子集則返回true
  */
 this.subset = function (otherSet) {
     // 如果該集合長度大于傳入集合的長度，直接返回false，表示不是子集
     if (this.size() > otherSet.size()) {
         return false
     }

     var values = this.values();
     // 遍歷數組, 只要該集合中存在一個傳入集合沒有的元素，則返回false，表示不是子集
     for (var i = 0; i < values.length; i++) {
         if (!otherSet.has(values[i])) {
             return false;
         }
     }
     return true;
 }

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