[Nim] 語言程式教學：集合 (Set)

在這裡的 set 有兩個意思，一個是數學的集合論 (set theory)，一個是在 Nim 程式所實做的集合資料結構；本文不特別介紹數學理論，而會介紹如何以 Nim 進行一些集合運算。在 Nim 語言中，集合有兩種實作，一種是內建的結構，一種是透過 引入 sets 模組使用 HashSet 結構；前者僅能用於少數內建的資料型態，後者的泛用性較高；筆者覺得這樣的設計有點多餘，不過就當成 Nim 的語法特性即可。兩者使用方式大抵雷同，本文介紹 sets 套件。

建立集合

使用 initSet 方法可建立集合，見下例：

import sets

# Init a new integer set.
var s = initSet[int]()

# Include some elements.
s.incl 2
s.incl 3
s.incl 5

# Check the length of s
assert s.len == 3

# Check whether some element exists
assert s.contains(5) == true
assert s.contains(9) == false

也可以使用 toSet 方法直接將陣列轉為集合：

import sets

# Init a new integer set from an array.
var s = toSet([2, 2, 3, 5, 3])

# Check the length of s
assert s.len == 3

# Check whether some element exists
assert s.contains(5) == true
assert s.contains(9) == false

操作集合中的元素

使用 incl 可新增元素，excl 可移除元素，contains 可檢查某元素是否存在於集合中。見下例：

import sets

# Init a new integer set from an array.
var s = toSet([2, 2, 3, 5, 3])

# Check the length of s.
assert s.len == 3

# Include and exclude some elements.
s.incl(7)
s.incl(9)
s.excl(3)

# Re-check the length of s.
assert s.len == 4

# Check whether some element exists.
assert s.contains(7) == true
assert s.contains(3) == false

集合運算

透過上述方法，我們可行自行進行集合運算，但集合運算相當常見，故 sets 預先實做一些常見的集合運算，節省程式設計者的時間。見下例：

import sets

# Init two sets.
let a = toSet([1, 2, 3])
let b = toSet([3, 5])

# Union.
let u = union(a, b)
assert u == toSet([1, 2, 3, 5])

# Intersetion.
let i = intersection(a, b)
assert i == toSet([3])

# Difference.
let d = difference(a, b)
assert d == toSet([1, 2])