大家好,我是杨成功。
上一篇的链表已经更完了,今天我们来学习一个新的数据结构 —— 集合。
集合这个词应该比较耳熟,大多数人没接触代码前就学过了。回想一下你的高一数学课本上是不是出现过这个词,就在第一章,概念如下:
一般地,我们把研究的对象统称为元素,把一些元素组成的总体叫作集合。
你看,集合,元素,是不是与今天我们学习的数据结构相通呢?
今天,我们就从程序的角度,再来认识这个学生时代的老朋友。
什么是集合
集合是由一组无序且唯一(不能重复)的元素组成。数据结构中的集合,对应的是数学概念当中的有限集合。
在数学中,比如要展示一个城市集合,我们是这么写的:
代码语言:javascript复制N = {北京, 上海, 深圳, 广州}
那对应到 JavaScript 当中,就是一个简单的数组了:
代码语言:javascript复制var cities = ['北京', '上海', '深圳', '广州']
数学中还有一个 空集 的概念,用 {}
表示,也就是 JavaScript 中的空数组 []
。
集合的不同之处在于,我们前面学习的栈,队列,链表,都是有序集合。而集合是比较少见的无序集合的数据结构。
因为集合是唯一且无序的,所以我们不能像有序的数据结构一样,用下标来定位元素。无序集合的唯一标识就是元素本身的值。
JavaScript 在 ES6 中也提供了对标集合的数据类型 Set。Set 允许存储唯一的任意类型的值,其实就是集合的实现。
在数学中,集合也有交集,并集,差集等基本运算,本篇我们也会实现。
下面我们参照 ES6 Set 的语法,自己动手实现一个 Set。
创建集合类
我们依然用 class 语法来创建基本结构:
代码语言:javascript复制class Set {
constructor() {
this.items = {};
}
}
与栈,队列的原则一致,用一个对象来存储集合的元素最为合适。再者因为元素的唯一性,对于基本类型元素,我们可以直接以元素的值作为对象 Key 值,而不是 0,1,2...
。
下面就是我们需要声明的方法:
add
:向集合添加新元素delete
:从集合中删除一个元素has
:检测元素是否在集合中clear
:清空集合size
:返回集合的长度values
:返回包含集合中所有元素的数组
has 方法
首先实现 has 方法,因为它会被 add,delete 等方法调用。
这个方法用来检测某一个元素是否在集合中,存在则返回 true
,否则返回 false
。
has(item) {
return item in this.items;
}
我们在开头部分说了,直接用元素本身的值作为对象的 key,因此可以直接用 JavaScript ES6 提供的 in
运算符来检测属性是否在对象当中。
还有一种传统的方式如下,与上面效果一致:
代码语言:javascript复制has(item) {
return Object.prototype.hasOwnProperty.call(this.items, item);
}
add 方法
有了 has 方法,add 方法的实现就比较简单:
代码语言:javascript复制add(item) {
if(this.has(item)) {
return false;
}
this.items[item] = item
return true
}
因为要保持元素唯一性,所以在添加元素前先判断当前元素是否在,存在则不添加,不存在才添加。
delete 和 clear 方法
这两个方法都是删除元素,前者删除一个元素,后者删除所有元素。
代码语言:javascript复制// 删除
delete(item) {
if(this.has(item)) {
delete this.items[item]
return true
}
return false
}
// 清空
clear(item) {
this.item = {}
}
删除也比较简单,删除或清空对象对属性即可。
size 方法
size 方法对作用就是返回集合的长度(有多少个元素),实现这个方法有多种方式。
方式一:和之前的栈,队列,链表的实现方式一样,用一个属性 count
来表示长度,在添加和删除的时候更新这个属性的值。
方式二:直接使用 ES6 的 Object.keys
方法来获取属性的数组,获取数组的长度:
size() {
return Object.keys(this.items).length
}
还是第二种方法简单,就选这个。
values 方法
和上面的 size 方法一样,也可以直接获取对象属性值的数组:
代码语言:javascript复制values() {
return Object.values(this.items)
}
使用集合
上面我们手动实现了集合类,这里来使用一下:
代码语言:javascript复制var set = new Set()
set.add('北京')
set.add('北京')
set.add('上海')
set.add('上海')
// 打印结果
console.log(set.size()) // 2
console.log(set.values()) // ['北京','上海']
添加的检测没问题,再看删除:
代码语言:javascript复制console.log(set.has('上海')); // true
console.log(set.has('成都')); // false
set.delete('上海');
console.log(set.values()); ['北京']
console.log(set.has('上海')); // false
删除也没问题,完美实现!
总结
本篇我们手动实现了集合的基本功能,下一节我们在此基础上,实现集合的基本运算。
本文来源公众号:程序员成功。这是学习 JavaScript 数据结构与算法的第 14 篇,本系列会连续更新一个月。