提供了一下幾個(gè)方法:
add(value) 添加某個(gè)值,返回Set結(jié)構(gòu)本身
delete(value) 刪除某個(gè)值,返回一個(gè)布爾值,表示刪除是否成功
has(value) 返回一個(gè)布爾值,表示該值是否為Set的成員
clear() 清除所有成員,沒有返回值
size 屬性,返回成員總數(shù)
創(chuàng)建:
直接通過數(shù)組創(chuàng)建:new Set([1,2,3,4])
先實(shí)例再添加:const set = new Set(); set.add(1);
遍歷:
keys() 返回鍵名的遍歷器
values() 返回鍵值的遍歷器
entries() 返回鍵值對(duì)的遍歷器
forEach()/for-of 使用回調(diào)函數(shù)遍歷每個(gè)成員
二、字典Dictionary
鍵-值對(duì)
,其中鍵名是用來查詢特定元素的。字典和集合很相似,集合以值-值對(duì)
的形式存儲(chǔ)元素,字典則是以鍵-值對(duì)
的形式來存儲(chǔ)元素。字典也稱作映射
類比:電話號(hào)碼簿里的名字和電話號(hào)碼。要找一個(gè)電話時(shí),先找名字,名字找到了,緊挨著他的電話號(hào)碼也就想找到了,這里的鍵是指你用來查找的東西,值時(shí)查找得到的結(jié)果
一般字典包括下面幾種方法:
set(key,value) 向字典中添加新元素
remove(key) 通過使用鍵值來從字典中移除鍵值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值
has(key) 如果某個(gè)鍵值存在于這個(gè)字典中,則返回true,反之則返回false
get(key) 通過鍵值查找特定的數(shù)值并返回
clear() 將這個(gè)字典中的所有元素全部刪除
size() 返回字典所包含元素的數(shù)量。與數(shù)組的length屬性類似
keys() 將字典所包含的所有鍵名以數(shù)組形式返回
values() 將字典所包含的所有數(shù)值以數(shù)組形式返回
下面將基于對(duì)象實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的字典
class Dictionary { constructor() { this._table = {}; this._length = 0; } set(key, value) { if (!this.has(key)) { this._length += 1; } this._table[key] = value; } has(key) { return this._table.hasOwnProperty(key); } remove(key) { if (this.has(key)) { delete this._table[key]; this._length -= 1; return true; } return false; } get(key) { return this._table[key]; } clear() { this._table = {}; this._length = 0; } size() { return this._length; } keys() { return Object.keys(this._table); } values() { return Object.values(this._table); } }
這里添加成員時(shí),并未考慮key
為對(duì)象的情況,以至于會(huì)出現(xiàn)如下情況:
const obj = {}; obj[{a: 1}] = 1; obj[{a: 2}] = 2; console.log(obj[{a: 1}]); // 2 // 對(duì)象形式的鍵會(huì)以其toSting方法的結(jié)果存儲(chǔ) obj; // {[object Object]: 2}
在ES6中支持key值為對(duì)象形式的字典數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Map,其提供的方法如下:
提供了一下幾個(gè)方法:
set(key, value) set方法設(shè)置鍵名key對(duì)應(yīng)的鍵值為value,然后返回整個(gè)Map結(jié)構(gòu)
get(key) get方法讀取key對(duì)應(yīng)的鍵值,如果找不到key,返回undefined
delete(value) 刪除某個(gè)值,返回一個(gè)布爾值,表示刪除是否成功
has(value) 返回一個(gè)布爾值,表示該值是否為Map的成員
clear() 清除所有成員,沒有返回值
size 屬性,返回成員總數(shù)
創(chuàng)建:
直接通過數(shù)組創(chuàng)建:const map = new Map([ ['name', '張三'], ['title', 'Author'] ]);
先實(shí)例再添加:const map = new Map();
遍歷:
keys() 返回鍵名的遍歷器
values() 返回鍵值的遍歷器
entries() 返回鍵值對(duì)的遍歷器
forEach()/for-of 使用回調(diào)函數(shù)遍歷每個(gè)成員
三、哈希表/散列表
3.1 哈希表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
散列表也叫哈希表(HashTable
也叫HashMap
),是Dictionary
類的一種散列表實(shí)現(xiàn)方式(1)哈希表有何特殊之處:
數(shù)組的特點(diǎn)是尋址方便,插入和刪除困難;而鏈表的特點(diǎn)是尋址困難,插入和刪除方便。哈希表正是綜合了兩者的優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了尋址方便,插入刪除元素也方便的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
(2)哈希表實(shí)現(xiàn)原理
哈希表就是把Key通過一個(gè)固定的算法函數(shù)既所謂的哈希函數(shù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)整型數(shù)字,然后將該數(shù)字對(duì)數(shù)組長度進(jìn)行取余,取余結(jié)果就當(dāng)作數(shù)組的下標(biāo),將value存儲(chǔ)在以該數(shù)字為下標(biāo)的數(shù)組空間里。而當(dāng)使用哈希表進(jìn)行查詢的時(shí)候,就是再次使用哈希函數(shù)將key轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)組下標(biāo),并定位到該空間獲取value,如此一來,就可以充分利用到數(shù)組的定位性能進(jìn)行數(shù)據(jù)定位
下面是將key中每個(gè)字母的ASCII值之和作為數(shù)組的索引(哈希函數(shù))的圖例:
(3)數(shù)組的長度為什么選擇質(zhì)數(shù)
書中有如下說明:
散列函數(shù)的選擇依賴于鍵值的數(shù)據(jù)類型。如果鍵是整數(shù),最簡(jiǎn)單的散列函數(shù)就是以數(shù)組的長度對(duì)鍵取余。在一些情況下,比如數(shù)組的長度為10,而鍵值都是10的倍數(shù)時(shí),就不推薦使用這種方式了。這也是數(shù)組的長度為什么要是質(zhì)數(shù)的原因之一。如果鍵是隨機(jī)的整數(shù),而散列函數(shù)應(yīng)該更均勻地分布這些鍵,這種散列方式稱為除留余數(shù)法
我們?yōu)楣1韺?shí)現(xiàn)下面幾個(gè)方法:
hashMethod 哈希函數(shù),將字符串轉(zhuǎn)換成索引
put 添加鍵值
get 由鍵獲取值
remove 移除鍵
class HashTable { constructor() { this._table = []; } // 哈希函數(shù)【社區(qū)中實(shí)踐較好的簡(jiǎn)單哈希函數(shù)】 hashMethod(key) { if (typeof key === 'number') return key; let hash = 5381; for (let i = 0; i < key.length; i += 1) { hash = hash * 33 + key.charCodeAt(i); } return hash % 1013; } put(key, value) { const pos = this.hashMethod(key); this._table[pos] = value; } get(key) { const pos = this.hashMethod(key); return this._table[pos]; } remove(key) { const pos = this.hashMethod(key); delete this._table[pos]; } print() { this._table.forEach((item, index) => { if (item !== undefined) { console.log(index + ' --> ' + item); } }) } }
當(dāng)然了,一個(gè)簡(jiǎn)單的哈希函數(shù),將不同的字符串轉(zhuǎn)換成整數(shù)時(shí),很有可能會(huì)出現(xiàn)多個(gè)不同字符串轉(zhuǎn)換后對(duì)應(yīng)同一個(gè)整數(shù),這個(gè)就需要進(jìn)行沖突的處理
(1)分離鏈接
分離鏈接法包括為散列表的每一個(gè)位置創(chuàng)建一個(gè)鏈表并將元素存儲(chǔ)在里面。它是解決沖突的(2)線性探查
當(dāng)想向表中某個(gè)位置加入一個(gè)新元素的時(shí)候,如果索引 為index的位置已經(jīng)被占據(jù)了,就嘗試index+1的位置。如果index+1的位置也被占據(jù)了,就嘗試 index+2的位置,以此類推四、bitMap算法
4.1 bitMap數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
bitMap數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)常用于大量整型數(shù)據(jù)做去重和查詢,《Bitmap算法》這篇文章中是基于Java語言及數(shù)據(jù)庫優(yōu)化進(jìn)行解釋的圖文教程
bitMap是利用了二進(jìn)制來描述狀態(tài)的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),下面介紹其簡(jiǎn)單的原理:
(1)思考下面的問題
街邊有8棧路燈,編號(hào)分別是1 2 3 4 5 6 7 8 ,其中2號(hào),5號(hào),7號(hào),8號(hào)路燈是亮著的,其余的都處于不亮的狀態(tài),請(qǐng)你設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單的方法來表示這8棧路燈亮與不亮的狀態(tài)。
路燈 1 2 3 4 5 6 7 8 狀態(tài) 0 1 0 0 1 0 1 1
將狀態(tài)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制parseInt(1001011, 2);結(jié)果為75。一個(gè)Number類型的值為32個(gè)字節(jié),它可以表示32棧路燈的狀態(tài)。這樣在大數(shù)據(jù)量的處理中,bitMap就有很大的優(yōu)勢(shì)。
(2)位運(yùn)算介紹
1、按位與&: 3&7=3【011 & 111 --> 011】
2、按位或|: 3|7=7【011 | 111 --> 111】
3、左位移<<: 1<<3=8【1 --> 1000】
(3)實(shí)踐
一組數(shù),內(nèi)容以為 3,6,7,9,請(qǐng)用一個(gè)整數(shù)來表示這些四個(gè)數(shù)
var value = 0; value = value | 1<<3; // 1000 value = value | 1<<6; // 1001000 value = value | 1<<7; // 11001000 value = value | 1<<9; // 1011001000 console.log(value); // 712
這樣,十進(jìn)制數(shù)712的二進(jìn)制形式對(duì)應(yīng)的位數(shù)為1的值便為數(shù)組中的樹值
4.2 bitMap的實(shí)現(xiàn)
通過上面的介紹,我們可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的bitMap類,有下面兩個(gè)方法:
addMember添加成員
isExist成員是否存在
分析:
1、單個(gè)數(shù)值既能表示0~32的值,若以數(shù)組作為基礎(chǔ),bitMap能容納的成員由數(shù)組長度決定64*數(shù)組長度
2、addMember添加成員:數(shù)組/位數(shù)向下取整表示所在索引,數(shù)組/位數(shù)取余表示所在二進(jìn)制的位數(shù)
3、isExist成員是否存在:添加成員的反向計(jì)算
我們先實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)讀寫位的方法
export const BIT_SIZE = 32; // 設(shè)置位的值 export function setBit(bitMap, bit) { const arrIndex = Math.floor(bit / BIT_SIZE); const bitIndex = Math.floor(bit % BIT_SIZE); bitMap[arrIndex] |= (1 << bitIndex); } // 讀取位的值 export function getBit(bitMap, bit) { const arrIndex = Math.floor(bit / BIT_SIZE); const bitIndex = Math.floor(bit % BIT_SIZE); return bitMap[arrIndex] & (1 << bitIndex); }
進(jìn)而根據(jù)上面的方法得到下面的類
class BitMap { constructor(size) { this._bitArr = Array.from({ length: size }, () => 0); } addMember(member) { setBit(this._bitArr, member); } isExist(member) { const isExist = getBit(this._bitArr, member); return Boolean(isExist); } } // 驗(yàn)證 const bitMap = new BitMap(4); const arr = [0, 3, 5, 6, 9, 34, 23, 78, 99]; for(var i = 0;i < arr.length;i++){ bitMap.addMember(arr[i]); } console.log(bitMap.isExist(3)); // true console.log(bitMap.isExist(7)); // false console.log(bitMap.isExist(78)); // true
注意:這種結(jié)構(gòu)也有其局限性
1、數(shù)據(jù)集要求較為緊湊,[1, 1000000]這種結(jié)構(gòu)空間利用過低,不利于發(fā)揮bitMap的優(yōu)勢(shì)
2、僅對(duì)整數(shù)有效(當(dāng)然,我們可以通過哈希函數(shù)將字符串轉(zhuǎn)換為整型)
4.3 bitMap的應(yīng)用
(1)大數(shù)據(jù)排序
要求:有多達(dá)10億無序整數(shù),已知最大值為15億,請(qǐng)對(duì)這個(gè)10億個(gè)數(shù)進(jìn)行排序
分析:大數(shù)據(jù)的排序,傳統(tǒng)的排序方式相對(duì)內(nèi)存占用較大,使用bitMap僅占原內(nèi)存的(JS中為1/64,Java中為1/32)
實(shí)現(xiàn):模擬大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn),如下(最大值為99)
const arr = [0, 6, 88, 7, 73, 34, 10, 99, 22]; const MAX_NUMBER = 99; const ret = []; const bitMap = new BitMap(4); arr.forEach(item => { bitMap.addMember(item); }) for (let i = 0; i <= MAX_NUMBER; i += 1) { if (bitMap.isExist(i)) ret.push(i); } console.log(ret); // [ 0, 6, 7, 10, 22, 34, 73, 88, 99 ]
(2)兩個(gè)集合取交集
要求:兩個(gè)數(shù)組,內(nèi)容分別為[1, 4, 6, 8, 9, 10, 15], [6, 14, 9, 2, 0, 7],請(qǐng)用BitMap計(jì)算他們的交集
分析:利用isExist()來篩選相同項(xiàng)
實(shí)現(xiàn):
const arr1 = [1, 4, 6, 8, 9, 10, 15]; const arr2 = [6, 14, 9, 2, 0, 7]; const intersectionArr = [] const bitMap = new BitMap(); arr1.forEach(item => bitMap.addMember(item)) arr2.forEach(item => { if (bitMap.isExist(item)) { intersectionArr.push(item); } }) console.log(intersectionArr); // [6, 9]
BitMap數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的用法原不止如此,我們可以通過哈希函數(shù)將字符串轉(zhuǎn)換成整數(shù),再進(jìn)行處理。當(dāng)然,我們應(yīng)該始終牢記BitMap必須是相對(duì)較為緊密的數(shù)字,否則無法發(fā)揮BitMap的最大功效
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