JavaScript 数据结构之 Set

贵有恒，何必三更起、五更眠、最无益，只怕一日曝、十日寒。这篇文章主要讲述JavaScript 数据结构之 Set相关的知识，希望能为你提供帮助。

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Set 也是 ECMAScript 6 规范中引入的一种数据结构，是一种叫做集合（是由一堆无序的、相关联的，且不重复的内存结构）的数据结构。Set 就像一个数组，但是仅包含唯一项。Set对象是值的集合，可以按照插入的顺序迭代它的元素。 Set中的元素只会出现一次，即 Set 中的元素是唯一的。本文将介绍什么是Set ，和 Array 的比较，在什么场合使用？常见 Set的实用方法。
文章涉及的代码地址：https://codepen.io/quintiontang/pen/rNmNbbY
什么是 Set
Set 对象是值的集合，可以按照插入的顺序迭代它的元素，元素只会出现一次，即 Set是不按特定顺序存储的且值唯一的集合。与堆栈、队列和数组等其他集合类型不同，Set 可用于列表比较，并用于检测集合中是否存在某个项。
Set 是一种抽象数据类型，它是由其行为定义的，类似堆栈和队列数据结构。由于key-key的特性，这一点与 Map 类似。
javascript Set
javaScript 中的 Set 是非常基础和简单的，它不像其他语言那样提供通用的集操作功能。它使用了一种独特的算法（不是基于严格的相等 === ）来检测元素是否相同。
这意味着在集合中存储 undefined、null 和 NaN 将只会存储一次，即使是 NaN !== NaN ，它通常应用于对象类型的存储。

const setTest = new Set([0, -0, Infinity,null, undefined, null, NaN, NaN, Infinity,null]); console.log(setTest); // Set0, Infinity, null, undefined, NaN

从上面的执行结果可以得出以下结论：

虽然 NaN 和 NaN 不相等，但是在 Set 集合里面只会存在一个
undefined 和 Infinity 在 Set 集合里面只会存在一个

基本 Set 的使用本文就不介绍了，可以参阅 mozilla 网站。
Set 和 Array
一般来说，Array 是一种结构类型，它表示在内存中连续分配的数据块（数字、对象等）。而 Set 是一个集合，一种抽象数据类型，只包含不同的元素/对象，不需要按索引顺序分配。因此从定义上来区别，Array 被认为是一种称为“索引集合”的数据结构，而 Set 被认为是“带键的集合”。

Array 中的元素可以重复，而在 Set 中，不能重复，这一特性通常用来处理数组的去重。
Array索引集合是按索引值排序的数据集合；Set 带键的集合是使用键的集合，它们包含按插入顺序可迭代的元素。

对于两种数据结构的使用场合，什么时候使用更好呢？

Set 不同于 Array，并且设计初衷也不是用来取代 Array，而是提供某种额外的支持来完成 Array 所缺乏的。
Array 适用于希望保持元素排序以便快速访问或进行大量修改（删除和添加元素）或直接访问元素索引所需的任何操作。
基本的 Set 操作，下面的介绍的场合更加适合

什么时候使用 Set
当需要对特定列表执行比较和判断是否相等时，可以使用 Set，下面大家描述一下适用的场合，主要就是数据里的集合操作：

获取两个集合的并集 union
获取两个集合的差集 difference
获取两个集合的交集 intersection
获取两个集合的对称差集 intersectionDifference
判断两个集合是否为子集 isSubset
判断两个集合是否为超集 isSuperset

下面就以这三个场合来介绍 Set 的相关操作。
Set 操作
【JavaScript 数据结构之 Set】在数学中，每当谈论集合时，都可以执行一些操作，实际上，Set 是数学有限集的计算机实现方式。
为了在代码中更好的展示 Set 操作，示例代码将扩展 Javascript Set 以继承其属性和方法，并为其增加其它的方法。

class SetHelper extends Set /** * 验证集合是否为有效集合 * @param * set * @returns */ _isValid = (set) => return set & & set instanceof Set & & set.size > 0; ;

并集 unionunion 操作将合并多个 Set 对象并返回合并后的结果。实现上将当前集和给定集合并到一个数组中并创建它，从而返回一个新的集合。

union(set) if (!this._isValid(set)) return new SetHelper(); return new SetHelper([...this, ...set]);

差集 differencedifference 操作将返回一个新的集合，新集合只包含在一个集合中并且不在另一个集合中的元素，即数学的差集概念。

difference(set) if (!this._isValid(set)) return new SetHelper(); const differenceSet = new SetHelper(); this.forEach((item) => !set.has(item) & & differenceSet.add(item); ); return differenceSet;

交集 intersectionintersection 操作返回只包含两个集合共同拥有的元素的新集合。实现上将遍历较小的集合（避免不必要的检查）并检查每一项是否存在于较大的集合中并将其添加到交集中，遍历完成后将返回交集。

intersection(set) const intersectionSet = new SetHelper(); if (!this._isValid(set)) return intersectionSet; const [smallerSet, biggerSet] = set.size < = this.size ? [set, this] : [this, set]; smallerSet.forEach((item) => biggerSet.has(item) & & intersectionSet.add(item); ); return intersectionSet;

对称差集 intersectionDifferenceintersectionDifference 操作将返回其中包含两个集合没有交集的所有元素的新集合。

intersectionDifference(set) if (!this._isValid(set)) return new SetHelper(); return new SetHelper([ ...this.difference(set), ...set.difference(this), ]);

子集 subsetisSubset 操作将判断两个集合是否为子集关系（当一个集合的所有项都包含在另一个集合中时）。实现上首先检查两个集合的大小，如果一个集合更大，则它不能是另一个集合的子集，然后对于每个项目，它检查它是否存在于另一个中。

isSubset(set) if (!this._isValidSet(set)) return false; return ( this.size < = set.size & & [...this].every((item) => set.has(item)) );

超集 supersetisSuperset 操作将判断两个集合是否为超集关系。超集是子集的反操作。当一个集合包含另一个较小或相等大小的集合的所有项目时，它就是一个超集。

isSuperset(set) if (!this._isValidSet(set)) return false; return ( this.size > = set.size & & [...set].every((item) => this.has(item)) );

静态 Set
静态Set 是一个始终包含它初始化元素的集合，不能添加、删除、清除元素。Javascript Set 不是静态的，它总能在创建后可以公开修改该集合的方法，如 add、delete ，为避免集合被修改，可以创建一个新的 Set ，将其修改方法重置。

class StaticSet extends SetHelper constructor(items) super(items); this.add = undefined; this.delete = undefined; this.clear = undefined;

使用
现在就可以使用上面定义的方法操作两个 Set，如下：

const setA = new StaticSet(new Set([1, 2, 3, 4])); const setB = new StaticSet(new Set([3, 4, 5, 6])); console.log([...setA.union(setB)]); // [ 1, 2, 3, 4, 5, 6 ] console.log([...setA.difference(setB)]); // [ 1, 2 ] console.log([...setA.intersection(setB)]); // [ 3, 4 ] console.log([...setB.intersectionDifference(setA)]); // [ 5, 6, 1, 2 ]

总结
Set 允许存储任何类型的唯一值，无论是原始值或者是对象引用，Set 是值的集合，可以按照插入的顺序迭代它的元素。上面介绍了 Set 和 Array 的区别，在实际情况下 Set 的最佳使用场合。由于 Set 和 Array 相互转换很简单，因此可以用到 Array 的场合可以优先考虑一下 Set ，因为在存储空间上， Set 比 Array 占用更少。