來自于C++程式設計的一個題目。實作一個集合類，要求實作以下4個操作。
（1）向集合中添加元素，如果集合中已存在元素則不添加
（2）從集合中移除元素，移除之前需要先判斷集合中元素是否存在
（3）重載+運算符，用以實作集合的求并集運算
（4）重載*運算符，用以實作集合的求交集運算
1.類的整體設計
該問題需要模拟實作集合類，我們可以使用數組來模拟集合，于是使用int items[100]用來存放集合中的資料。為了實作數組的周遊，這就需要一個整數用來表示數組中元素的個數，于是使用int number來表示數組中元素的個數；此外，為了實作題目的需求，設計以下四個函數：
1.使用add_item(int item)成員函數向數組中添加元素
2.使用remove_item(int item)成員函數向數組中移除元素
3.重載operator+表示集合的求并集運算
4.重載operator*表示集合的求交集運算
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由于向集合添加元素之前，必須確定集合中不存在該元素；在從集合中移除元素之前，必須確定集合中存在該元素，是以添加is_exist(int item)方法用以判斷集合中是否存在這個元素；此外為了顯示集合，添加display()方法, 基本設計如下:
class Set
{
public:
int items[100]; //定義一個數組作為容器存放100個集合元素
int number; //定義數字i表示集合中元素的個數
//構造函數和析構函數
Set() {
this->number = 0;
memset(this->items,0,sizeof(items));
}
//初始化方法
int init(int items[], int num);
//添加元素
bool add_item(int item);
//删除元素
bool remove_item(int item);
//求集合的并集
Set operator+ (Set set2);
//求集合的交集
Set operator* (Set set2);
//顯示集合元素
int display();
//判斷集合當中是否存在item,傳回元素在集合中的位置，不存在傳回-1
int is_exist(int item);
};
2.構造函數
Set() {
this->number = 0;
memset(this->items,0,sizeof(items));
}
在構造函數中，我們對數組進行初始化，聲明完數組之後，如果不進行初始化，數組元素是随機值，在C語言中，變量不進行初始化都會被配置設定随機值。為了避免這種情況，我們使用memset函數對數組items所有元素全部指派為0；同時，由于此時數組中沒有元素，即元素個數為0，我們的number也應當指派為0.
3.判斷數組中是否包含元素 item
int Set::is_exist(int item)
{
for(int i=0; i< this->number; i++) {
if(this->items[i] == item) {
return i;
}
}
return -1;
}
該函數用于判斷數組中是否存在item元素，如果存在就傳回item元素的位置，如果不存在就傳回-1. 判斷方法非常簡單，寫一個for循環從items[0]-items[number-1]一個一個進行周遊。如果相等，直接傳回i，此時i就是數組中item元素的位置；如果周遊完整個數組之後，都沒有發現與item相等的數組元素，說明數組中不存在item這個元素，于是傳回-1.
4.向數組中添加元素
bool Set::add_item(int item)
{
if(is_exist(item) >= 0 || this->number >= 100) {
return false;
}
this->items[this->number] = item;
this->number++;
return true;
}
首先判斷數組中是否存在該元素，如果存在則不能再向集合中添加元素，直接傳回false，如果不存在，則向數組中的number所指向的那個位置添加該元素，然後number作為數組元素個數的訓示器+1，這樣就完成了添加元素。
5.保護數組元素不被修改
寫到這裡，我們發現，數組元素個數訓示器this->number，對于該問題的幾個算法都起到了核心的作用，首先，我們依賴于數組元素個數訓示器周遊數組，如果number值遭到修改，會導緻無法周遊數組。舉個例子來說，當我們調用下列語句以後:
Set set1;
set1.add_item(1);
set1.add_item(2);
set1.add_item(3);
集合set1中的數組items變為[1,2,3]，數組元素個數訓示器number=3，此時，如果我們還想向集合set1中添加元素20，我們需要利用number=3這個訓示器，讓set1.items[number]=20,并且讓number+1以指向下一個位置,即number=4。但是如果使用者手動修改number值，比如set1.number=50;此時，我們的number就不再能訓示數組元素的正确位置，進而導緻以上所有算法所依賴的number失效，是以，我們需要對數組本身，以及數組元素個數訓示器number進行私有化，以避免使用者随意篡改。于是:
class Set
{
public:
//構造函數和析構函數
Set() {
this->number = 0;
memset(this->items,0,sizeof(items));
}
//初始化方法
int init(int items[], int num);
//添加元素
bool add_item(int item);
//删除元素
int remove_item(int item);
//求集合的并集
Set operator+ (Set set2);
//求集合的交集
Set operator* (Set set2);
//顯示集合元素
int display();
//判斷集合當中是否存在item,傳回元素在集合中的位置，不存在傳回-1
int is_exist(int item);
private:
int items[100]; //定義一個數組作為容器存放100個集合元素
int number; //定義數字i表示集合中元素的個數
};
6. 從集合中移除元素
bool Set::remove_item(int item)
{
int pos = is_exist(item);
if(pos == -1) return false;
for(int i=pos; i< this->number-1; i++) {
this->items[i] = this->items[i+1];
}
this->number--;
return true;
}
首先檢查要移除的元素在結合中是否存在，如果不存在，則直接傳回false;其次，定位到集合中元素的位置，然後從這個位置開始将集合中剩餘的元素逐個前移，最後集合元素訓示器-1，并傳回true.
7. 求兩個集合的交集
Set Set::operator* (Set set2)
{
Set result;
for(int i=0; i< this->number; i++) {
if(set2.is_exist(this->items[i]) >= 0) {
result.items[result.number] = this->items[i];
result.number++;
}
}
return result;
}
算法很簡單，周遊集合A中的元素，對于A中的每一個元素判斷在集合B中是否存在，如果存在就加入到集合C當中，最後傳回集合C
8. 求兩個集合的并集
Set Set::operator+ (Set set2)
{
Set result;
for(int i=0; i<this->number; i++) {
result.items[result.number] = this->items[i];
result.number++;
}
for(int j=0; j<set2.number; j++) {
if(result.is_exist(set2.items[j]) == -1) {
result.items[result.number] = set2.items[j];
result.number++;
}
}
return result;
}
首先周遊集合A，将集合A中的元素全部加到集合C當中，然後周遊集合B，對于B中的每一個元素，首先判斷是否在A中存在，如果不存在則将其加入到集合C中，最終傳回集合C。
最後說一下，本人從事線上教育多年，将自己的資料整合建了一個QQ群，對于有興趣一起交流學習c/c++的初學者可以加群：941636044，裡面有大神會給予解答，也會有許多的資源可以供大家學習分享，歡迎大家前來一起學習進步！
![C++數組引用C++數組引用[圖]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACwAAAAAAQABAAACAkQBADs=)