【前端数据结构基础】集合

前言

集合是一种包含不同元素的数据结构。集合最重要的两个特性是：首先，集合中的成员是无序的；其次，集合中不允许相同成员存在。

一、关于集合

集合的定义

我们必须要了解以下关于集合的定义：

• 不包含任何成员的集合称为空集，全集则是包含一切可能成员的集合。
• 如果两个集合的成员完全相同，则称两个集合相等。
• 如果一个集合中所有的成员都属于另外一个集合，则前一集合称为后一集合的子集。

集合的操作

对集合的操作有如下几种：

• 并集：将两个集合中的成员进行合并，得到一个新集合。
• 交集：两个集合中共同存在的成员组成一个新的集合。
• 补集：属于一个集合而不属于另一个集合的成员组成的集合。

二、构造集合数据结构

我们将使用JavaScript实现集合结构，各部分功能使用注释说明。
存储数据我们使用的是数组。

/**
 * Set() 定义集合类
 */
function Set () {
  this.dataStore = []
  this.add = add
  this.remove = remove
  this.size = size
  this.union = union
  this.intersect = intersect
  this.subset = subset
  this.difference = difference
  this.show = show
  this.contains = contains
}

/**
 * add() 该方法用于为集合类添加值
 * @param {*} data
 */
function add (data) {
  if (this.contains(data)) {
    return false
  } else {
    this.dataStore.push(data)
    return true
  }
}

/**
 * remove() 该方法用于为集合类删除值
 * @param {*} data
 */
function remove (data) {
  let pos = this.dataStore.indexOf(data)
  if (pos > -1) {
    this.dataStore.splice(pos, 1)
    return true
  } else {
    return false
  }
}

/**
 * show() 该方法用于显示集合中的所有元素
 */
function show () {
  return this.dataStore
}

/**
 * size() 该方法用于获取集合的长度
 */
function size () {
  return this.dataStore.length
}

/**
 * union() 该方法用于求两个集合的并集
 * @param {*} set
 */
function union (set) {
  let tempSet = new Set()
  // 将当前集合中的元素加入到临时集合中
  for (let i = 0; i < this.size(); i++) {
    tempSet.add(this.dataStore[i])
  }
  // 判断第二个集合中的元素在临时集合中是否存在，若不存在，则加入该元素
  for (let i = 0; i < set.size(); i++) {
    if (!tempSet.contains(set.dataStore[i])) {
      tempSet.add(set.dataStore[i])
    }
  }
  return tempSet
}

/**
 * intersect() 该方法用于求两集合的交集
 * @param {*} set
 */
function intersect (set) {
  let tempSet = new Set()
  // 遍历set
  for (let i = 0; i < set.size(); i++) {
    // 当该集合中存在此元素，则将该元素插入至tempSet
    if (this.contains(set.dataStore[i])) {
      tempSet.add(set.dataStore[i])
    }
  }
  return tempSet
}

/**
 * subset() 该方法用于判断当前集合是否为set集合的子集
 * @param {*} set
 */
function subset (set) {
  // 当该集合的长度大于set集合的长度，则该集合不可能为set集合的子集
  if (this.size() > set.size()) {
    return false
  }
  for (let i of this.dataStore) {
    if (!set.contains(i)) {
      return false
    }
  }
  return true
}

/**
 * difference() 该方法用于返回属于该集合但不属于set集合的成员
 * @param {*} set
 */
function difference (set) {
  let tempSet = new Set()
  for (let i of this.dataStore) {
    if (!set.contains(i)) {
      tempSet.add(i)
    }
  }
  return tempSet
}

/**
 * contains() 该方法用于判断元素是否存在于集合中
 * @param {*} data
 */
function contains (data) {
  if (this.dataStore.indexOf(data) > -1) {
    return true
  } else {
    return false
  }
}

以上代码，个人认为非常重要的方法就是indexOf()来判断数组中是否存在该元素，通过该方法来判断当前能否向集合中添加元素。

结束语

使用JavaScript实现集合数据结构相对来说比较简单。

参考资料：数据结构与算法JavaScript描述 第9章 集合
由于书上的源代码出现了错误，因此代码根据实际运行结果做了相应修改。