ES6系列--4.Set和Map合集

很晚很晚了
305 阅读8分钟

长久以来，数组一直是JavaScript中唯一的集合类型，JS数组的功能与其他语言中的一样，但是在ES6之前，由于可选的集合类型有限，数组使用的又是数值型索引，因而经常被用于创建队列和栈。如果开发者们需要使用非数值型索引，就会用到非数组对象创建所需的数据结构，而这就是Set集合与Map集合的早期实现。那么下面就跟随我一起去了解下这两种数据结构，最后自己来亲手实现的一个ES6中的Set和Map吧。

ES6中的Map集合

集合

  • 集合是由一组无序且唯一(即不能重复)的项组成的，我们可以把它当做每个元素都唯一的无序数组
  • ES6提供的Set。它类似于数组，但是成员的值都是唯一的，没有重复的值
  • Set 本身是一个构造函数，用来生成 Set 数据结构 让我们看一下MDN里面关于Set用法的描述吧

image.png


// 去除数组的重复成员
let array = [1,2,1,4,5,3];
[...new Set(array)]     // [1, 2, 4, 5, 3]

接下来来看一下以ES6中Set类(数据结构)为基础实现的集合

Set实例的属性和方法

  • Set的属性：

    • size：返回集合所包含元素的数量

  • Set的方法：

    • 操作方法

      • add(value)：向集合添加一个新的项
      • delete(value)：从集合中移除一个值
      • has(value)：如果值在集合中存在，返回true,否则false
      • clear(): 移除集合里所有的项

    • 遍历方法

      • keys()：返回一个包含集合中所有键的数组
      • values()：返回一个包含集合中所有值的数组
      • entries：返回一个包含集合中所有键值对的数组(感觉没什么用就不实现了)
      • forEach()：用于对集合成员执行某种操作，没有返回值

创建Set集合

Set集合的构造函数可以接受任何可迭代对象作为参数，例如：数组、Set集合或者Map集合。

const set = new Set()
set.add(5)
set.add('5')
// 重复添加的值会被忽略
set.add(5)
console.log(set.size) // 2

has方法

首先要实现的是has方法，因为在add和delete等其他方法中都会被调用，下面来看一下它的实现

function Set() {
    let items = {};
    this.size = 0;
    
    // has(val)方法
    this.has = function(val) {
        // 对象都有hasOwnProperty方法，判断是否拥有特定属性
        return items.hasOwnProperty(val);  
    };
}

delete和clear方法

继续写着，这回把两个都写上

    // delete(val)方法
    this.delete = function(val) {
        if (this.has(val)) {
            delete items[val];  // 将items对象上的属性删掉
            this.size--;
            return true;
        }
        return false;
    };
    // clear方法
    this.clear = function() {
        items = {};     // 直接将集合赋一个空对象即可
        this.size = 0;
    };

以上完成的都是操作方法，下面我们再来实现一下遍历方法

keys、values方法

这两个方法我们可以放在一起来实现，因为通过ES6对Object的扩展可以轻松实现对应的方法，下面看一下具体实现，上代码：

    // keys()方法
    this.keys = function() {
        return Object.keys(items);  // 返回遍历集合的所有键名的数组
    };
    // values()方法
    this.values = function() {
        return Object.values(items);  // 返回遍历集合的所有键值的数组
    };

使用一下看看

// set.js
const Set = require('./Set.js');    // 导入写好的Set类
let set = new Set();
set.add(1);
set.add(3);
set.add(2);
console.log(set.keys());    // [ '1', '2', '3' ]
console.log(set.values());  // [ 1, 2, 3 ]

forEach方法

ES6中Set结构的实例上带的forEach方法，其实和数组的forEach方法很相似，只不过Set结构的键名就是键值，所以第一个参数与第二个参数的值永远都是一样的

下面就按照实现数组的forEach方法，我们来完成Set的forEach方法

    // forEach(fn, context)方法
    this.forEach = function(fn, context = this) {
        for (let i = 0; i < this.size; i++) {
            let item = Object.keys(items)[i];
            fn.call(context, item, item, items);     
        }
    };

使用forEach方法

// set.js
const Set = require('./Set.js');
let set = new Set();
set.add(1);
set.add(4);
set.add('3');
set.forEach((value, key) => console.log(key + ' : ' + value));  // 1:1, 3:3, 4:4
let arr = set.values();     // [ 1, 3, 4 ]
arr = new Set(arr.map(x => x * 2)).values();
console.log(arr);           // [ 2, 6, 8 ]

基本上实现了Set结构的方法，不过，发现一个问题，那就是每次添加一个元素都要add这样写起来确实好麻烦，Set是可以接收一个数组作为参数的，那么我们把这个也实现一下

function Set(arr = []) {    // 传入接受的数组，如果没有传指定一个空数组做为初始值
    let items = {};
    this.size = 0;
    // has方法
    this.has = function (val) {
        return items.hasOwnProperty(val);
    };
    // add方法
    this.add = function (val) {
        // 如果没有存在items里面就可以直接写入
        if (!this.has(val)) {
            items[val] = val;
            this.size++;
            return true;
        }
        return false;
    };
    arr.forEach((val, i) => {   // 遍历传入的数组
        this.add(val);          // 将数组里每一项值添加到集合中
    });
}

再来看看现在能不能支持传入的数组了

// 间接使用map和filter
const Set = require('./Set.js');
let arr = new Set([1, 2, 3]).values();
m = new Set(arr.map(x => x * 2));
f = new Set(arr.filter(x => x>1));
console.log(m.values());    // [ 2, 4, 6 ]
console.log(f.values());    // [ 2, 3 ]

// 数组去重
let arr2 = new Set([3, 5, 2, 1, 2, 5, 5]).values();
console.log(arr2);  // [ 1, 2, 3, 5 ]

除此之外，Set还可以实现并集(union),交集(intersect),差集(difference)

做事还是要做全套的，我们也一一来实现一下吧

union并集和intersect交集

  • 并集的数学概念，集合A和集合B的并集，表示为A∪B
  • 交集的数学概念，集合A和集合B的交集，表示为A∩B

如图所示：

现在先来实现union方法

    // 并集
    this.union = function (other) {
        let union = new Set();
        let values = this.values();
        for (let i = 0; i < values.length; i++) {
            union.add(values[i]);
        }
        values = other.values();    // 将values重新赋值为新的集合
        for (let i = 0; i < values.length; i++) {
            union.add(values[i]);
        }

        return union;
    };
    // 交集
    this.intersect = function (other) {
        let intersect = new Set();
        let values = this.values();
        for (let i = 0; i < values.length; i++) {
            if (other.has(values[i])) {     // 查看是否也存在于other中
                intersect.add(values[i]);   // 存在的话就像intersect中添加元素
            }
        }
        return intersect;
    };

再来看下difference差集的实现，之后一起再测试一番

difference差集

  • 差集的数学概念，集合A和集合B的差集，表示为A-B

    // 差集
    this.difference = function (other) {
        let difference = new Set();
        let values = this.values();
        for (let i = 0; i < values.length; i++) {
            if (!other.has(values[i])) {    // 将不存在于other集合中的添加到新的集合中
                difference.add(values[i]);
            }
        }
        return difference;
    };

Set完整实现

在此，先给大家贴一下完整的实现代码

function Set(arr = []) {
    let items = {};
    this.size = 0;
    // has方法
    this.has = function (val) {
        return items.hasOwnProperty(val);
    };
    // add方法
    this.add = function (val) {
        // 如果没有存在items里面就可以直接写入
        if (!this.has(val)) {
            items[val] = val;
            this.size++;
            return true;
        }
        return false;
    };
    arr.forEach((val, i) => {
        this.add(val);
    });
    // delete方法
    this.delete = function (val) {
        if (this.has(val)) {
            delete items[val];  // 将items对象上的属性删掉
            this.size--;
            return true;
        }
        return false;
    };
    // clear方法
    this.clear = function () {
        items = {};
        this.size = 0;
    };
    // keys方法
    this.keys = function () {
        return Object.keys(items);
    };
    // values方法
    this.values = function () {
        return Object.values(items);
    }
    // forEach方法
    this.forEach = function (fn, context = this) {
        for (let i = 0; i < this.size; i++) {
            let item = Object.keys(items)[i];
            fn.call(context, item, item, items);
        }
    }

    // 并集
    this.union = function (other) {
        let union = new Set();
        let values = this.values();

        for (let i = 0; i < values.length; i++) {
            union.add(values[i]);
        }
        values = other.values();    // 将values重新赋值为新的集合
        for (let i = 0; i < values.length; i++) {
            union.add(values[i]);
        }

        return union;
    };
    // 交集
    this.intersect = function (other) {
        let intersect = new Set();
        let values = this.values();
        for (let i = 0; i < values.length; i++) {
            if (other.has(values[i])) {
                intersect.add(values[i]);
            }
        }
        return intersect;
    };
    // 差集
    this.difference = function (other) {
        let difference = new Set();
        let values = this.values();
        for (let i = 0; i < values.length; i++) {
            if (!other.has(values[i])) {
                difference.add(values[i]);
            }
        }
        return difference;
    };
    // 子集
    this.subset = function(other) {
        if (this.size > other.size) {
            return false;
        } else {
            let values = this.values();
            for (let i = 0; i < values.length; i++) {
                console.log(values[i])
                console.log(other.values())
                if (!other.has(values[i])) {
                    return false;
                }
            }
            return true;
        }
    };
}

module.exports = Set;

写了辣么多一起来测试一下吧

const Set = require('./Set.js');
let set = new Set([2, 1, 3]);
console.log(set.keys());    // [ '1', '2', '3' ]
console.log(set.values());  // [ 1, 2, 3 ]
console.log(set.size);      // 3
set.delete(1);
console.log(set.values());  // [ 2, 3 ]
set.clear();
console.log(set.size);      // 0

// 并集
let a = [1, 2, 3];
let b = new Set([4, 3, 2]);
let union = new Set(a).union(b).values();
console.log(union);     // [ 1, 2, 3, 4 ]

// 交集
let c = new Set([4, 3, 2]);
let intersect = new Set([1,2,3]).intersect(c).values();
console.log(intersect); // [ 2, 3 ]

// 差集
let d = new Set([4, 3, 2]);
let difference = new Set([1,2,3]).difference(d).values();
// [1,2,3]和[4,3,2]的差集是1
console.log(difference);    // [ 1 ]

目前为止我们用集合这种数据结构就实现了类似ES6中Set类。

既然我们已经完成了Set的实现，那么一鼓作气再把Map也一起写出来。

字典

在数据结构还有一种结构叫做字典，它就是实现基于ES6中的Map类的结构

那么集合又和字典有什么区别呢：

  • 共同点：集合、字典可以存储不重复的值
  • 不同点：集合是以[值，值]的形式存储元素，字典是以[键，值]的形式存储

所以这一下让我们明白了，Map其实的主要用途也是用于存储数据的，相比于Object只提供“字符串—值”的对应，Map提供了“值—值”的对应。也就是说如果你需要“键值对”的数据结构，Map比Object更合适

下面来看一下基本使用：

const m = new Map();
const o = {p: 'Hello World'};
m.set(o, 'content')
m.get(o) // "content"

m.has(o) // true
m.delete(o) // true
m.has(o) // false

以上是Map的基本使用，还有更多有用的方法稍后会随着实现的深入分别展示

Map的属性和方法

属性：

  • size：返回字典所包含的元素个数

操作方法：

  • set(key, val): 向字典中添加新元素
  • get(key):通过键值查找特定的数值并返回
  • has(key):如果键存在字典中返回true,否则false
  • delete(key): 通过键值从字典中移除对应的数据
  • clear():将这个字典中的所有元素删除

遍历方法：

  • keys():将字典中包含的所有键名以数组形式返回
  • values():将字典中包含的所有数值以数组形式返回
  • forEach()：遍历字典的所有成员

知道了都有哪些属性和方法，那就闲言少叙，开始创建一个字典吧

创建一个字典

function Map() {
    let items = {};
}

module.exports = Map;   // 导出

创建好了字典这个骨架，那就开始添加一些方法了

has方法

首当其冲的当然是has了，因为在set和get里都会用到，实现思路和之前写的集合也很类似

function Map() {
    let items = {};
    // has(key)方法
    this.has = function(val) {
        return items.hasOwnProperty(val);
    };
}

实现了has方法后，我们可以来判断字典中是否包含该属性了，继续来实现其他方法

set和get方法

    // set(key, val)方法
    // set相同key时，后面声明的会覆盖前面
    // 如： new Map().set({}, 'a')
    this.set = function(key, val) {
        items[key] = val;   
    };
    // get(key)方法
    this.get = function(key) {
        // 判断是否有key，如果有的话直接返回对应的值
        // 如果读取一个未知的键，则返回undefined
        return this.has(key) ? items[key] : undefined;
    };

set和get方法写好了，再接着搞delete和clear方法，不废话，看

delete和clear方法

    // delete(key)方法
    this.delete = function(key) {
        if (this.has(key)) {    // 如果有key值
            delete items[key];  // 直接删掉items上对应的属性
            this.size--;        // 让size总数减1
            return true;
        }
        return false;
    };
    // clear()方法
    this.clear = function() {
        items = {};
        this.size = 0;
    };

上面把属性和操作方法都分别完成了，还剩下最后的遍历方法了，继续写下去，坚持到底就是胜利，各位看官也不容易了，加油加油！！！

遍历方法(keys,values,forEach)

    // keys()方法
    this.keys = function() {
        return Object.keys(items);
    };
    // values()方法
    this.values = function() {
        return Object.values(items);  
    };
    // forEach(fn, context)方法
    this.forEach = function(fn, context = this) {
        for (let i = 0; i < this.size; i++) {
            let key = Object.keys(items)[i];
            let value = Object.values(items)[i];
            fn.call(context, value, key, items);
        }
    };

Now终于完成了Map类的实现，我给大家贴一下完整代码和测试用例，供大家空闲时间来研究分析分析

Map完整实现

function Map() {
    let items = {};
    this.size = 0;

    // 操作方法
    // has方法
    this.has = function(val) {
        return items.hasOwnProperty(val);
    };
    // set(key, val)方法
    this.set = function(key, val) {
        items[key] = val;
        this.size++;
    };
    // get(key)方法
    this.get = function(key) {
        return this.has(key) ? items[key] : undefined;
    };
    // delete(key)方法
    this.delete = function(key) {
        if (this.has(key)) {
            delete items[key];
            this.size--;
            return true;
        }
        return false;
    };
    // clear()方法
    this.clear = function() {
        items = {};
        this.size = 0;
    };
    // 遍历方法
    // keys()方法
    this.keys = function() {
        return Object.keys(items);
    };
    // values()方法
    this.values = function() {
        return Object.values(items);
    };
    // forEach(fn, context)方法
    this.forEach = function(fn, context = this) {
        for (let i = 0; i < this.size; i++) {
            let key = Object.keys(items)[i];
            let value = Object.values(items)[i];
            fn.call(context, value, key, items);
        }
    };
}

module.exports = Map;

再来看看下面的测试栗子

    // map.js
    // 使用Map类
    const Map = require('./Map.js');
    let m = new Map();
    m.set('Jay', 'Jay的Chou');
    m.set(true, '真的');
    console.log(m.has('Chou'));  // false
    console.log(m.size);        // 2
    console.log(m.keys());      // [ 'Jay', 'true' ]
    console.log(m.values());    // [ 'Jay的Chou', '真的' ]
    console.log(m.get('jay'));  // undefined
    
    m.delete(true);
    console.log(m.keys());      // [ 'Jay' ]
    console.log(m.values());    // [ 'Jay的Chou' ]
avatar
文章
阅读
粉丝