Swift 集合

集合(Sets)

集合(Set)用来存储相同类型并且没有确定顺序的值。当集合元素顺序不重要时或者希望确保每个元素只出现一次时可以使用集合而不是数组。

集合类型的哈希值

一个类型为了存储在集合中,该类型必须是可哈希化的——也就是说,该类型必须提供一个方法来计算它的哈希值。一个哈希值是 Int 类型的,相等的对象哈希值必须相同,比如 a==b,因此必须 a.hashValue == b.hashValue。

Swift 的所有基本类型(比如 String、Int、Double 和 Bool)默认都是可哈希化的,可以作为集合的值的类型或者字典的键的类型。

集合类型语法

Swift 中的 Set 类型被写为 Set<Element>,这里的 Element 表示 Set 中允许存储的类型,和数组不同的是,集合没有等价的简化形式。

创建和构造一个空的集合

你可以通过构造器语法创建一个特定类型的空集合:

var letters = Set<Character>()
print("letters is of type Set<Character> with \(letters.count) items.")
// 打印“letters is of type Set<Character> with 0 items.”
注意通过构造器,这里的 letters 变量的类型被推断为 Set<Character>。

此外,如果上下文提供了类型信息,比如作为函数的参数或者已知类型的变量或常量,我们可以通过一个空的数组字面量创建一个空的 Set:

letters.insert("a")
// letters 现在含有1个 Character 类型的值
letters = []
// letters 现在是一个空的 Set,但是它依然是 Set<Character> 类型

用数组字面量创建集合

你可以使用数组字面量来构造集合,并且可以使用简化形式写一个或者多个值作为集合元素。

下面的例子创建一个称之为 favoriteGenres 的集合来存储 String 类型的值:

var favoriteGenres: Set<String> = ["Rock", "Classical", "Hip hop"]
// favoriteGenres 被构造成含有三个初始值的集合

这个 favoriteGenres 变量被声明为“一个 String 值的集合”,写为 Set<String>。由于这个特定的集合含有指定 String 类型的值,所以它只允许存储 String 类型值。这里的 favoriteGenres 变量有三个 String 类型的初始值("Rock","Classical" 和 "Hip hop"),并以数组字面量的方式出现。

注意favoriteGenres 被声明为一个变量(拥有 var 标示符)而不是一个常量(拥有 let 标示符),因为它里面的元素将会在下面的例子中被增加或者移除。

一个 Set 类型不能从数组字面量中被单独推断出来,因此 Set 类型必须显式声明。然而,由于 Swift 的类型推断功能,如果你想使用一个数组字面量构造一个 Set 并且该数组字面量中的所有元素类型相同,那么你无须写出 Set 的具体类型。favoriteGenres 的构造形式可以采用简化的方式代替:

var favoriteGenres: Set = ["Rock", "Classical", "Hip hop"]

由于数组字面量中的所有元素类型相同,Swift 可以推断出 Set<String> 作为 favoriteGenres 变量的正确类型。

访问和修改一个集合

你可以通过 Set 的属性和方法来访问和修改一个 Set。

为了找出一个 Set 中元素的数量,可以使用其只读属性 count:

print("I have \(favoriteGenres.count) favorite music genres.")
// 打印“I have 3 favorite music genres.”

使用布尔属性 isEmpty 作为一个缩写形式去检查 count 属性是否为 0:

if favoriteGenres.isEmpty {
    print("As far as music goes, I'm not picky.")
} else {
    print("I have particular music preferences.")
}
// 打印“I have particular music preferences.”

你可以通过调用 Set 的 insert(_:) 方法来添加一个新元素:

favoriteGenres.insert("Jazz")
// favoriteGenres 现在包含4个元素

你可以通过调用 Set 的 remove(_:) 方法去删除一个元素,如果该值是该 Set 的一个元素则删除该元素并且返回被删除的元素值,否则如果该 Set 不包含该值,则返回 nil。另外,Set 中的所有元素可以通过它的 removeAll() 方法删除。

if let removedGenre = favoriteGenres.remove("Rock") {
    print("\(removedGenre)? I'm over it.")
} else {
    print("I never much cared for that.")
}
// 打印“Rock? I'm over it.”

使用 contains(_:) 方法去检查 Set 中是否包含一个特定的值:

if favoriteGenres.contains("Funk") {
    print("I get up on the good foot.")
} else {
    print("It's too funky in here.")
}
// 打印“It's too funky in here.”

遍历一个集合

你可以在一个 for-in 循环中遍历一个 Set 中的所有值。

for genre in favoriteGenres {
    print("\(genre)")
}
// Classical
// Jazz
// Hip hop

Swift 的 Set 类型没有确定的顺序,为了按照特定顺序来遍历一个 Set 中的值可以使用 sorted() 方法,它将返回一个有序数组,这个数组的元素排列顺序由操作符'<'对元素进行比较的结果来确定。

for genre in favoriteGenres.sorted() {
    print("\(genre)")
}
// Classical
// Hip hop
// Jazz

集合操作

你可以高效地完成 Set 的一些基本操作,比如把两个集合组合到一起,判断两个集合共有元素,或者判断两个集合是否全包含,部分包含或者不相交。

基本集合操作

  • 使用 intersection(_:) 方法根据两个集合中都包含的值创建的一个新的集合。
  • 使用 symmetricDifference(_:) 方法根据在一个集合中但不在两个集合中的值创建一个新的集合。
  • 使用 union(_:) 方法根据两个集合的值创建一个新的集合。
  • 使用 subtracting(_:) 方法根据不在该集合中的值创建一个新的集合。
let oddDigits: Set = [1, 3, 5, 7, 9]
let evenDigits: Set = [0, 2, 4, 6, 8]
let singleDigitPrimeNumbers: Set = [2, 3, 5, 7]
oddDigits.union(evenDigits).sorted()
// [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
oddDigits.intersection(evenDigits).sorted()
// []
oddDigits.subtracting(singleDigitPrimeNumbers).sorted()
// [1, 9]
oddDigits.symmetricDifference(singleDigitPrimeNumbers).sorted()
// [1, 2, 9]

集合成员关系和相等

下面的插图描述了三个集合 a、b 和 c,以及通过重叠区域表述集合间共享的元素。集合 a 是集合 b 的父集合,因为 a 包含了 b 中所有的元素,相反的,集合 b 是集合 a 的子集合,因为属于 b 的元素也被 a 包含。集合 b 和集合 c 彼此不关联,因为它们之间没有共同的元素。

  • 使用“是否相等”运算符(==)来判断两个集合是否包含全部相同的值。
  • 使用 isSubset(of:) 方法来判断一个集合中的值是否也被包含在另外一个集合中。
  • 使用 isSuperset(of:) 方法来判断一个集合中包含另一个集合中所有的值。
  • 使用 isStrictSubset(of:) 或者 isStrictSuperset(of:) 方法来判断一个集合是否是另外一个集合的子集合或者父集合并且两个集合并不相等。
  • 使用 isDisjoint(with:) 方法来判断两个集合是否不含有相同的值(是否没有交集)。
let houseAnimals: Set = ["🐶", "🐱"]
let farmAnimals: Set = ["🐮", "🐔", "🐑", "🐶", "🐱"]
let cityAnimals: Set = ["🐦", "🐭"]

houseAnimals.isSubset(of: farmAnimals)
// true
farmAnimals.isSuperset(of: houseAnimals)
// true
farmAnimals.isDisjoint(with: cityAnimals)
// true