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JS中的算法与数据结构——字典(Dictionary)

JS中的算法与数据结构——字典(Dictionary)

作者: Cryptic | 来源:发表于2017-09-29 10:17 被阅读3262次

    字典(Dictionary)

    字典(Dictionary)是一种以 键-值对 形式存储数据的数据结构 ,就如同我们平时查看通讯录一样,要找一个电话,首先先找到该号码的机主名字,名字找到了,紧接着电话号码也就有了。这里的键就是你用来查找的东西,本例中指代的就是名字,值就是查找得到的结果,也就是对应的电话号码。

    其实,JavaScript 中的 Object 类就是以字典的形式设计的,下面我们将会借助 Object 类的特性,自主实现一个 Dictionary 类,让这种字典类型的对象使用起来更加方便。

    字典的实现

    字典(Dictionary)类的基础是 Array 类。

    同之前的我们所看到的数据结构一样,字典类也应该有添加、删除、清空等操作,于是我们可以先定义一个字典类的基础数据类型,如下图。

    数据类型定义

    有了上述的数据类型定义,我们 Dictionary 类构造函数定义也就迎刃而解了

    //字典类
    
    function Dictionary () {
        this.dataStore = [];
        this.add = add;         // 添加元素
        this.find = find;       // 查找元素
        this.remove = remove;   // 删除元素
        this.count = count;     // 字典中元素个数
        this.showAll = showAll; // 显示字典元素
        this.clear = clear;     // 清空字典
    }
    

    add:向字典添加一个元素

    上面我们也提到,字典是以 键值对 的方式存储数据的,因此,add 方法就需要接受两个参数,分别是 键和值 ,其中键表示其在字典中的索引,实现如下

    //向字典添加元素
    
    function add( key , value ){
        this.dataStore[key] = value;
    }
    

    没错,就是这么简单!接着我们来看看 find 方法

    find:查找字典中的元素

    我们是以键值对方式存储的,因此我们只需要传入需要查找的键,就可以顺理成章的取到对应的值,这对应于JS中的数组也是十分简单的;

    //查找字典中的元素
    
    function find( key ){
        return this.dataStore[key];
    }
    

    有了添加和查找,接下来就是删除了!

    remove:删除字典中的一个元素

    要想删除字典中的一个元素,即删除一个 键值对 , 我们需要借助 JS 提供的一个内置的函数 : delete ,这个函数我们并不陌生,它可以同时删除键和与其对应的值,那么 remove 方法定义就很简单了

    //删除一个元素
    
    function remove( key ){
        if( this.dataStore[key] ) delete this.dataStore[key];
        else return 'Not Found';
    }
    

    除此之外,我们还想显示字典中的所有键值对,showAll 方法来完成。

    showAll:显示字典中所以键值对

    //显示字典元素
    
    function showAll () {
        for( var key in this.dataStore ){
            console.log( key + '->' + this.dataStore[key] );
        }
    }
    

    我们已经完成了字典的基本操作,现在我们做个小测试,

    //实例化字典类
    
    var directory = new Dictionary();
    
    //添加元素
    
    directory.add( 'Jack' , '138****5505' );
    directory.add( 'Alice' , '156****6606');
    directory.add( 'Tom' , '180****8808');
    
    //显示字典
    
    directory.showAll();         // Jack->138****5505
                                 // Alice->156****6606
                                 // Tom->180****8808
                            
    directory.remove( 'Tom' );
    directory.showAll();         // Jack->138****5505
                                 // Alice->156****6606
    

    我们定义的时候看到了还有两个方法没有实现呢,一个是 count , 另一个是 clear ,下面我们一起来实现。

    count:查看字典中元素的个数

    该方法有时候会很有用,不过实现起来可能会跟你想的不太一样,我们先看看如何实现的

    //查看字典中元素的个数
    
    function count(){
        var n = 0 ;
        for ( var key in this.dataStore ){
            ++n;
        }
        return n;
    }
    

    怎么样,是不是跟想的不太一样,为什么不用 length 属性,不是很简单么?其实不然,我们的键为字符串的时候,数组的 length 属性就不起作用了,请看下面的例子:

    var nums = [ 0 , 1 , 2 ] ;
    
    console.log(nums.length)        // 3
    
    var directory = [];
    directory['Jack'] = '138****5505';
    directory['Alice'] = '156****6606';
    directory['Tom'] = '180****8808';
    
    console.log(directory.length)   // 0
    

    现在是不是又了解了一个坑!哈哈,我们把最后一个clear方法实现一下。

    clear:清空字典

    //清空字典
    
    function clear(){
        for( var key in this.dataStore ){
            delete this.dataStore[key];
        }
    }
    

    至此,字典的功能已基本完成了,我们利用上述的代码继续走下去,测试测试

    console.log(directory.count());     // 2
    directory.clear();
    console.log(directory.count());     // 0
    

    字典中我们通常都是用键来取值,所以我们无须关心s数据在字典中的实际存储顺序,但我们希望能看到显示字典内容的时候是有序的,这也很简单,我们只需稍微改造一下我们的 showAll 方法即可。

    //改造后的showAll
    
    function showAll(){
        var sortKeys = Object.keys(this.dataStore).sort();
        for( var key in sortKeys ){
            console.log( sortKeys[key] + '->' + this.dataStore[sortKeys[key]] );
        }
    }
    

    和我们之前的方法唯一的区别就是,我们拿到了键之后,对其进行了一次 sort 排序,下面我们看看新方法的输出。

    // 重新打印上述字典
    
    directory.showAll();        //  Alice->156****6606
                                //  Jack->138****5505
                                //  Tom->180****8808
    

    要注意的是,上述 showAll 方法中,进行 Object.keys().sort()排序后,返回的是新的一个数组,类似下面的形式,

    //sortKeys
    
    ["Alice", "Jack", "Tom"]
    

    此时,数组的 key 是 0、1、2,这样是不是就清晰很多了呢?

    至此,我们已基本了解了字典的一些内容,并且我们可以用JS自己去实现一个字典了,有木有很棒!接下来,大家加油~

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