20 集合与数据结构之集合的基本操作

在上一篇中，我们探讨了可变与不可变集合的区别与特性，了解了 Scala 中集合的基本分类。接下来，我们将深入研究集合的基本操作，掌握在 Scala 中如何有效地处理集合。

基本操作概述

Scala 中的集合基本操作可以分为以下几类：

1. 添加元素：向集合中插入一个或多个元素。
2. 删除元素：从集合中移除一个或多个元素。
3. 查询元素：检查集合中是否包含特定元素。
4. 遍历集合：对集合中的元素进行迭代和处理。

1. 添加元素

对于不可变集合，我们通常使用以下方法来添加元素：

• :+（追加操作）: 向集合尾部添加元素。
• ++（合并操作）: 将一个集合添加到另一个集合中。

val numbersImmutable = Set(1, 2, 3)
// 追加一个元素
val newNumbers = numbersImmutable + 4
println(newNumbers)  // 输出: Set(1, 2, 3, 4)

// 合并集合
val moreNumbers = Set(5, 6, 7)
val combinedNumbers = numbersImmutable ++ moreNumbers
println(combinedNumbers)  // 输出: Set(1, 2, 3, 5, 6, 7)

对于可变集合，我们可以使用 add 方法和 ++= 操作符：

import scala.collection.mutable.Set

val numbersMutable = Set(1, 2, 3)
// 使用 add 方法添加元素
numbersMutable.add(4)
println(numbersMutable)  // 输出: Set(1, 2, 3, 4)

// 使用 ++= 合并集合
numbersMutable ++= Set(5, 6, 7)
println(numbersMutable)  // 输出: Set(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)

2. 删除元素

同样地，删除元素的操作在不可变集合和可变集合中也有所不同：

• 对于不可变集合，我们可以使用 - 操作符来删除单个元素，使用 -- 删除多个元素。

val numbersImmutable = Set(1, 2, 3, 4, 5)
// 删除一个元素
val afterRemoval = numbersImmutable - 3
println(afterRemoval)  // 输出: Set(1, 2, 4, 5)

// 删除多个元素
val afterMultipleRemoval = numbersImmutable -- Set(2, 4)
println(afterMultipleRemoval)  // 输出: Set(1, 3, 5)

• 对于可变集合，我们可以使用 remove 方法和 --= 操作符：

val numbersMutable = Set(1, 2, 3, 4, 5)
// 使用 remove 方法删除元素
numbersMutable.remove(3)
println(numbersMutable)  // 输出: Set(1, 2, 4, 5)

// 使用 --= 删除多个元素
numbersMutable --= Set(2, 4)
println(numbersMutable)  // 输出: Set(1, 5)

3. 查询元素

我们可以使用 contains 方法来判断集合中是否含有某个特定的元素：

val numbers = Set(1, 2, 3, 4, 5)
println(numbers.contains(3))  // 输出: true
println(numbers.contains(6))  // 输出: false

4. 遍历集合

在 Scala 中，可以使用 foreach 方法或者更高级的 map 和 filter 方法来遍历集合。这里我们先来看 foreach：

val numbers = Set(1, 2, 3, 4, 5)
numbers.foreach(num => println(num))  // 输出: 1 2 3 4 5

如果我们想要筛选出集合中的偶数，可以使用 filter 方法：

val evenNumbers = numbers.filter(num => num % 2 == 0)
println(evenNumbers)  // 输出: Set(2, 4)

小结

本文中，我们详细介绍了在 Scala 中对集合的基本操作，包括如何添加、删除、查询和遍历集合。理解这些基本操作有助于你在后续的集合变换时，能够灵活应用这些方法。下一篇我们将继续探索如何对集合进行更高级的变换和处理，相信这些技术将进一步提高你的 Scala 编程能力。