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ES6的Set和Map你都知道吗?一文了解集合和字典在前端中的应用

一文了解集合和字典在前端中的应用

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在前端日新月异的大背景下, ES6 也基本已经覆盖性地全民普及。而数据结构集合和字典,也被运用于 ES6 的语法当中。 ES6 通过使用 SetMap 这两个函数,来实现集合和字典的思想。而集合和字典,又是怎么被灵活应用的呢?

下面的这篇文章中,将带领大家来一起了解集合和字典在前端中应用,并使用 MapSet 来实现前端的一些常见场景。一起来学习吧~🙋‍♀️

一、📝集合

1、集合是什么?

  • 集合是一种无序且唯一的数据结构;
  • ES6 中有集合,名为 Set
  • 集合的常用操作: 去重、判断某元素是否在集合中、求交集……

2、前端与集合:使用ES6中的Set

ES6 中的 Set 可以做什么呢?

  • 使用 Set 对象: newadddeletehassize
  • 迭代 Set :多种迭代方法、 SetArray 互转、求并集/交集/差集

3、用Set模拟并集、交集和差集

(1)模拟并集运算

我们可以创建一个函数,来返回包含 setAsetB 中所有元素的新集合。迭代这两个集合,并把所有元素都添加到并集的集合中。如下代码所示:

//模拟并集运算
const union = (setA, setB) => {
    const unionab = new Set()
    setA.forEach(value => unionab.add(value))
    setB.forEach(value => unionab.add(value))
    return [...unionab]
}

console.log(union([1, 2, 5, 8, 9], [4, 5, 8, 9, 10])) //[1, 2, 5, 8,9, 4, 10]
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(2)模拟交集运算

模拟交集运算需要创建一个辅助函数,来生成包含 setAsetB 两个集合中共同拥有元素的新集合。具体代码如下:

// 模拟交集运算
const intersection = (setA, setB) => {
    const intersectionSet = new Set()
    const arrSetB = new Set(setB)
    setA.forEach(value => {
        if (arrSetB.has(value)) {
            intersectionSet.add(value)
        }
    })
    return [...intersectionSet]
}

console.log(intersection([1, 2, 5, 8, 9], [4, 5, 8, 9, 10])) //[5,8,9]
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(3)模拟差集运算

差集运算是创建集合 setA 有,而集合 setB 没有的元素。简单来说,就是 setA 减去和 setB 相交的部分,剩余的部分即是差集的部分。

// 模拟差集运算
const difference = (setA, setB) => {
    const differenceSet = new Set()
    const arrSetB = new Set(setB)
    setA.forEach(value => {
        if (!arrSetB.has(value)) {
            differenceSet.add(value)
        }
    })
    return [...differenceSet]
}

console.log(difference([1, 2, 5, 8, 9], [4, 5, 8, 9, 10])) //[1, 2]
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4、使用扩展运算符来模拟并集、交集和差集

上面我们实现了用Set来模拟并集、交集和差集,但这似乎有一点点冗余,如果遇到数据量大的时候还每一次都要执行这么多行代码,似乎这样子听起来就那么友好了。

因此,我们引入了一种新的方法来解决,ES6的扩展运算符

如果使用扩展运算符来进行运算的话,整个过程只需要三个步骤:

  • 将集合转化为数组;
  • 执行需要的运算;
  • 将结果转化回集合。

接下来我们就用扩展运算符,来一一实现并集、交集和差集

(1)用扩展运算符实现并集

来看下面一段代码:

// 模拟并集运算
const union = (setA, setB) => {
    return new Set([...setA, ...setB]);
}
console.log(union([1, 2, 5, 8, 9], [4, 5, 8, 9, 10])) //[1, 2, 5, 8,9, 4, 10]
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通过以上代码我们可以看到,使用扩展运算符,只需要短短一行代码,即可实现具体的并集运算,这样看起来简洁了许多。

接下来我们继续用这种方法,来实现交集差集

(2)用扩展运算符实现交集

// 模拟交集运算
const intersection = (setA, setB) => {
    const arrB = new Set(setB);
    return [...setA].filter(x => arrB.has(x));
}
console.log(intersection([1, 2, 5, 8, 9], [4, 5, 8, 9, 10])) //[5, 8, 9]
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与并集一样的效果,运用扩展运算符,很简洁的就实现了交集的功能。

(3)用扩展运算符实现差集

// 模拟差集运算
const difference = (setA, setB) => {
    const arrB = new Set(setB)
   return [...setA].filter(x => !arrB.has(x));
}
console.log(difference([1, 2, 5, 8, 9], [4, 5, 8, 9, 10])) //[1, 2]
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同样地,使用扩展运算符的方法,但与交集相反的是,交集是筛选出集合setB拥有的元素,而差集是筛选出集合setB没有的元素,从而最终达到具体效果。

5、leetcode案例题分析

(1)leetcode349两个数组的交集

1)题意

这里附上原题链接

给定两个数组,编写一个函数来计算它们的交集。

输入输出示例:

  • 输入: nums1 = [4,9,5], nums2 = [9,4,9,8,4]
  • 输出: [9,4]
  • 解释:
    • nums1nums2 两个数组的相交部分为 [9, 4] 。

2)解题思路

  • 求交集且无序唯一。
  • 使用集合。

3)解题步骤

  • 用集合对 nums1 去重。
  • 遍历 nums1 ,筛选出 nums2 中也包含的值。

4)代码实现

/**
 * @param {Array} nums1 数组1
 * @param {Array} nums2 数组2
 * @returns 
 */
let intersection = function(nums1, nums2){

    // 先进行数组去重
    const arr1 = new Set(nums1);
    const arr2 = new Set(nums2);
    
    // 过滤掉arr1在arr2中已经有的元素,过滤结果即为交集
    // has可改为includes
    const arr3 = [...arr1].filter(item => arr2.has(item));

    return arr3;
}
console.log(intersection([1,2,3,4],[4,6,8]))
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二、📂字典

1、字典是什么?

  • 字典与集合相似,字典也是一种存储唯一值的数据结构,但它是以键值对的形式来存储。
  • 注意:字典一定是以键值对的形式存储!!

2、前端与集合:使用ES6中的Map

ES6中的Map可以做什么呢?

  • 使用 Map 对象: newsetdeleteclear
  • 字典的常用操作,键值对的增删改查

3、使用Map类的API

下面展示一段代码,来展示 map 的相关 API

const map = new Map()

//增
map.set('monday', '星期一')
map.set('Tuesday', '星期二')
map.set('Wednesday', '星期三')

console.log(map.has('monday')) //true
console.log(map.size) //3
console.log(map.keys()) //输出{'monday', 'Tuesday', 'Wednesday'}
console.log(map.values()) //输出{'星期一', '星期二', '星期三'}
console.log(map.get('monday')) //星期一

//删
map.delete('monday')

//清空
map.clear()

//改
map.set('monday', '星期四')

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4、leetcode案例题分析

(1)leetcode349两个数组的交集

1)题意

这里附上原题链接

给定两个数组,编写一个函数来计算它们的交集。

输入输出示例:

  • 输入: nums1 = [4,9,5], nums2 = [9,4,9,8,4]
  • 输出: [9,4]
  • 解释:
    • nums1nums2 两个数组的相交部分为 [9, 4] 。

2)解题思路

  • nums1nums2 都有的值。
  • 字典建立一个映射关系,记录 nums1 里有的值。
  • 遍历 nums2 ,找出 nums1 里也有的值。

3)解题步骤

  • 新建一个字典,遍历 nums1 ,填充字典
  • 遍历 nums2 ,遇到字典里的值就选出,并从字典中删除。

4)代码实现

/**
 * @param {Array} nums1 数组1
 * @param {Array} nums2 数组2
 * @returns 
 */
let intersection = function(nums1, nums2){
    // 先建立一个字典
    const map = new Map();
    // 遍历nums1的每一个,并放入数组中
    nums1.forEach(n => {
        map.set(n, true);
    });

    const res = [];
    // 遍历nums2中的每一个
    nums2.forEach(n => {
        // 与nums1中的对比,如果一样则push进res
        if(map.get(n)){
            res.push(n);
            map.delete(n);
        }
    });
    return res;
}

console.log(intersection([1, 2, 2, 1], [2, 2]))
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(2)leetcode20有效地括号

1)题意

这里附上原题链接

给定一个只包括 '('')''{''}''['']' 的字符串 s ,判断字符串是否有效。

输入输出示例:

  • 输入: s = "()[]{}"
  • 输出: true
  • 解释:
    • 左括号和右括号对应开闭。

2)解题步骤

  • 判断字符串的个数是否为偶数,不是则直接返回。
  • 建立一个字典,分别将三个括号映射进入。
  • 遍历字符串
  • 遍历 nums1 ,筛选出 nums2 中也包含的值。

3)代码实现

/**
 * 
 * @param {String} s 括号字符串
 * @returns boolean
 */
 let isValid = function(s){
    if(s.length % 2 === 1){
        return false;
    }

    const stack = [];
    const map = new Map();
    map.set('(', ')');
    map.set('{', '}');
    map.set('[', ']');

    for(let i = 0; i < s.length; i++){
        const c = s[i];
        if(map.has(c)){
            stack.push(c);
        }else{
            // 获取栈中最后一个括号的值
            const t = stack[stack.length - 1];
            if(map.get(t) === c){
                stack.pop();
            }else{
                return false;
            }
        }
    }
    return stack.length === 0;
}

console.log(isValid('[]')) //true
console.log(isValid('(]')) //false
console.log(isValid('([)]')) //false

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(3)leetcode1两数之和

1)题意

这里附上原题链接

给定一个整数数组 nums 和一个整数目标值 target,请你在该数组中找出 和为目标值 target 的那两个整数,并返回它们的数组下标。

你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是,数组中同一个元素在答案里不能重复出现。

你可以按任意顺序返回答案。

输入输出示例:

  • 输入: nums = [2,7,11,15], target = 9
  • 输出: [0,1]
  • 解释:
    • 因为 nums[0] + nums[1] == 9 ,返回 [0, 1]

2)解题思路

  • nums 想象成相亲者;
  • target 想象成匹配条件;
  • 用字典建立一个婚姻介绍所,存储相亲者的数字和下标。

3)解题步骤

  • 新建一个字典作为婚姻介绍所;
  • nums 的值,逐个来介绍所找的对象,没有合适的就先登记,有合适的就牵手成功;
  • 键值对,键 key 代表此对象的值,值 value 代表对象的联系方式,即下标。

4)代码实现

/**
 * 
 * @param {Array} nums 数组
 * @param {Number} target 目标和 
 * @returns []
 */
let twoSum = function(nums, target){
    const map = new Map();
    for(i = 0; i < nums.length; i++){
        // 来找对象的人的值
        const n = nums[i];
        // 想找的目标对象的值
        const n2 = target - n;
        // 找到对象时
        if(map.has(n2)){
            return [map.get(n2), i];
        }
        // 找不到对象时,放进字典里等待对象的到来
        else{
            map.set(n, i);
        }
    }
    return '没有目标匹配';
}

console.log(twoSum([1, 2, 3, 4], 6)) //[1, 3]
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(4)leetcode3无重复字符的最长子串

1)题意

这里附上原题链接

给定一个字符串,请你找出其中不含有重复字符的 最长子串 的长度。

输入输出示例:

  • 输入: s = "abcabcbb"

  • 输出: 3

  • 解释:

    • 因为无重复字符的最长子串是 "abc" ,所以其长度为 3
  • 2)解题思路

    • 先找出所有的不包含重复字符的子串。
    • 找出长度最大的那个子串,返回其长度即可。

    3)解题步骤

    • 用双指针维护一个滑动窗口,用来剪切子串
    • 不断移动右指针,遇到重复字符,就把左指针移动到重复字符的下一位。
    • 过程中,记录所有窗口的长度,并返回最大值

4)代码实现

/**
 * @param {string} s
 * @return {number}
 */
let lengthOfLongestSubstring = function(s){
    let l = 0;
    let res = 0;
    const map = new Map();
    for(let r = 0; r < s.length; r++){
        // map.get(r) >= l 确保下标在左指针右边
        if(map.has(s[r]) && map.get(s[r]) >= l){
            l = map.get(s[r]) + 1;
        }
        res = Math.max(res, r - l + 1);
        map.set(s[r], r);
    }
    return res;
}

console.log(lengthOfLongestSubstring('ssdfsf')) // 3
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(5)leetcode76最小覆盖子串

1)题意

这里附上原题链接

给你一个字符串 s 、一个字符串 t 。返回 s 中涵盖 t 所有字符的最小子串。如果 s 中不存在涵盖 t 所有字符的子串,则返回空字符串 ""

**注意:**如果 s 中存在这样的子串,我们保证它是唯一的答案。

输入输出示例:

  • 输入: s = "ADOBECODEBANC", t = "ABC"
  • 输出: "BANC"
  • 解释:
    • BANC 覆盖 ABC 三个字母,并且是最小子串

2)解题思路

  • 先找出所有包含 T 的子串。
  • 找出长度最小的那个子串,返回即可。

3)解题步骤

  • 双指针维护一个滑动窗口。
  • 移动右指针,找到包含 T 的子串,移动左指针,尽量减少包含 T 的子串的长度。

4)代码实现

/**
 * @param {string} s
 * @param {string} t
 * @return {string}
 */
let minWindow = function(s, t){
    // 用双指针维护一个滑动窗口
    // 指针初始位置都在第一个位置,即下标索引为0
    let l = 0;
    let r = 0;
    // 建立一个字典,用来表示子串需要的字符以及它的个数
    const need = new Map();
    for(let c of t){
        // 遍历子串的字符,存放到字典里
        need.set(c, need.has(c) ? need.get(c) + 1 : 1);
    }

    // 需要的类型数量
    let needType = need.size;
    let res = '';
    // 移动右指针
    while(r < s.length){
        // 在右指针不断移动的过程中,我们不断获取当前的字符
        const c = s[r];
        // 判断当前字符是否在我们的需求列表里面
        if(need.has(c)){
            need.set(c, need.get(c) - 1);
            if (need.get(c) === 0){
                needType -= 1;
            }
        }
        while(needType === 0){
            // 打印滑动窗口及表示的子串
            // substring方法遵循左闭右开原则
            // console.log(s.substring(l, r + 1));
            const newRes = s.substring(l, r + 1);
            // 找出最小的子串
            if(!res || newRes.length < res.length){
                res = newRes;
            }
            // c2代表左指针当前的字符
            const c2 = s[l];
            // 如果左指针在需求列表里面
            if(need.has(c2)){
                // 字符的需求数量就需要增加
                need.set(c2, need.get(c2) + 1);
                // 如果字符需求数量为1,原来是0,现在是1,那么就重新需要此字符
                if (need.get(c2) === 1){
                    needType += 1;
                }
            }
            l += 1;
        }//当跳出while循环时,意味着左指针不能再移动,要开始移动右指针
        // 右指针移动则递增1
        r += 1;
    }
    return res;
}

console.log(minWindow('ASDFFGFGCX','AFG')) // ASDFFG
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三、📆结束语

字典和集合可以算是前端面试的必考题了,同时在日常开发中的使用频率也相对较高,因此掌握字典和集合的内容是较为重要的。

关于字典和集合在前端中的应用就讲到这里啦!希望对大家有帮助!

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