C++简单集合类的实现方法
来自于C++程序设计的一个题目。实现一个集合类，要求实现以下4个操作。
1.向集合中添加元素，如果集合中已存在元素则不添加
2.从集合中移除元素，移除之前需要先判断集合中元素是否存在
3.重载+运算符，用以实现集合的求并集运算
4.重载*运算符，用以实现集合的求交集运算
1.类的整体设计
该问题需要模拟实现集合类，我们可以使用数组来模拟集合，于是使用intitems[100]用来存放集合中的数据。为了实现数组的遍历，这就需要一个整数用来表示数组中元素的个数，于是使用intnumber来表示数组中元素的个数；此外，为了实现题目的需求，设计以下四个函数：
1）.使用add_item(intitem)成员函数向数组中添加元素
2）.使用remove_item(intitem)成员函数向数组中移除元素
3）.重载operator+表示集合的求并集运算
4）.重载operator*表示集合的求交集运算
由于向集合添加元素之前，必须确保集合中不存在该元素；在从集合中移除元素之前，必须确保集合中存在该元素，因此添加is_exist(intitem)方法用以判断集合中是否存在这个元素；此外为了显示集合，添加display()方法,基本设计如下:
classSet
{
public:
intitems[100];//定义一个数组作为容器存放100个集合元素
intnumber;//定义数字i表示集合中元素的个数
//构造函数和析构函数
Set(){
this->number=0;
memset(this->items,0,sizeof(items));
}
//初始化方法
intinit(intitems[],intnum);
//添加元素
booladd_item(intitem);
//删除元素
boolremove_item(intitem);
//求集合的并集
Setoperator+(Setset2);
//求集合的交集
Setoperator*(Setset2);
//显示集合元素
intdisplay();
//判断集合当中是否存在item,返回元素在集合中的位置，不存在返回-1
intis_exist(intitem);
};
2.构造函数
Set(){
this->number=0;
memset(this->items,0,sizeof(items));
}
在构造函数中，我们对数组进行初始化，声明完数组之后，如果不进行初始化，数组元素是随机值，在C语言中，变量不进行初始化都会被分配随机值。为了避免这种情况，我们使用memset函数对数组items所有元素全部赋值为0；同时，由于此时数组中没有元素，即元素个数为0，我们的number也应当赋值为0.
3.判断数组中是否包含元素item
intSet::is_exist(intitem)
{
for(inti=0;i<this->number;i++){
if(this->items[i]==item){
returni;
}
}
return-1;
}
该函数用于判断数组中是否存在item元素，如果存在就返回item元素的位置，如果不存在就返回-1.判断方法非常简单，写一个for循环从items[0]-items[number-1]一个一个进行遍历。如果相等，直接返回i，此时i就是数组中item元素的位置；如果遍历完整个数组之后，都没有发现与item相等的数组元素，说明数组中不存在item这个元素，于是返回-1.
4.向数组中添加元素
boolSet::add_item(intitem)
{
if(is_exist(item)>=0||this->number>=100){
returnfalse;
}
this->items[this->number]=item;
this->number++;
returntrue;
}
首先判断数组中是否存在该元素，如果存在则不能再向集合中添加元素，直接返回false，如果不存在，则向数组中的number所指向的那个位置添加该元素，然后number作为数组元素个数的指示器+1，这样就完成了添加元素。
5.保护数组元素不被修改
写到这里，我们发现，数组元素个数指示器this->number，对于该问题的几个算法都起到了核心的作用，首先，我们依赖于数组元素个数指示器遍历数组，如果number值遭到修改，会导致无法遍历数组。举个例子来说，当我们调用下列语句以后:
Setset1; set1.add_item(1); set1.add_item(2); set1.add_item(3);
集合set1中的数组items变为[1,2,3]，数组元素个数指示器number=3，此时，如果我们还想向集合set1中添加元素20，我们需要利用number=3这个指示器，让set1.items[number]=20,并且让number+1以指向下一个位置,即number=4。但是如果用户手动修改number值，比如set1.number=50;此时，我们的number就不再能指示数组元素的正确位置，从而导致以上所有算法所依赖的number失效，因此，我们需要对数组本身，以及数组元素个数指示器number进行私有化，以避免用户随意篡改。于是:
classSet
{
public:
//构造函数和析构函数
Set(){
this->number=0;
memset(this->items,0,sizeof(items));
}
//初始化方法
intinit(intitems[],intnum);
//添加元素
booladd_item(intitem);
//删除元素
intremove_item(intitem);
//求集合的并集
Setoperator+(Setset2);
//求集合的交集
Setoperator*(Setset2);
//显示集合元素
intdisplay();
//判断集合当中是否存在item,返回元素在集合中的位置，不存在返回-1
intis_exist(intitem);
private:
intitems[100];//定义一个数组作为容器存放100个集合元素
intnumber;//定义数字i表示集合中元素的个数
};
6.从集合中移除元素
boolSet::remove_item(intitem)
{
intpos=is_exist(item);
if(pos==-1)returnfalse;
for(inti=pos;i<this->number-1;i++){
this->items[i]=this->items[i+1];
}
this->number--;
returntrue;
}
首先检查要移除的元素在结合中是否存在，如果不存在，则直接返回false;其次，定位到集合中元素的位置，然后从这个位置开始将集合中剩余的元素逐个前移，最后集合元素指示器-1，并返回true.
7.求两个集合的交集
SetSet::operator*(Setset2)
{
Setresult;
for(inti=0;i<this->number;i++){
if(set2.is_exist(this->items[i])>=0){
result.items[result.number]=this->items[i];
result.number++;
}
}
returnresult;
}
算法很简单，遍历集合A中的元素，对于A中的每一个元素判断在集合B中是否存在，如果存在就加入到集合C当中，最后返回集合C
8.求两个集合的并集
SetSet::operator+(Setset2)
{
Setresult;
for(inti=0;i<this->number;i++){
result.items[result.number]=this->items[i];
result.number++;
}
for(intj=0;j<set2.number;j++){
if(result.is_exist(set2.items[j])==-1){
result.items[result.number]=set2.items[j];
result.number++;
}
}
returnresult;
}
首先遍历集合A，将集合A中的元素全部加到集合C当中，然后遍历集合B，对于B中的每一个元素，首先判断是否在A中存在，如果不存在则将其加入到集合C中，最终返回集合C
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持毛票票。