用C语言编写集合的交并差

在C语言中，由于其基础性，没有内置的数据结构库直接提供集合操作如交集、并集和差集的功能。然而，你可以手动创建数据结构，比如使用数组或链表来模拟这些操作。以下是一个简单的示例，我们可以通过哈希表（这里使用`struct Set`表示）来实现：

#include <stdbool.h>
#include <stdlib.h>

// 创建一个哈希表作为集合的基本数据结构
typedef struct Set {
    size_t size;
    void **hash_table;
} Set;

// 初始化集合
Set *set_create() {
    Set *s = (Set*) malloc(sizeof(Set));
    s->size = 0;
    s->hash_table = (void**) calloc(100, sizeof(void*)); // 假设初始容量为100
    return s;
}

// 插入元素到集合
void set_insert(Set *s, void *elem) {
    size_t index = hash_function(elem); // 使用哈希函数计算元素位置
    if (!s->hash_table[index]) {
        s->hash_table[index] = elem;
        s->size++;
    }
}

// 判断元素是否在集合中
bool set_contains(Set *s, void *elem) {
    size_t index = hash_function(elem);
    return s->hash_table[index] == elem;
}

// 计算两个集合的交集
Set *set_intersection(Set *a, Set *b) {
    Set *result = set_create();
    for (size_t i = 0; i < a->size; i++) {
        if (set_contains(b, a->hash_table[i])) {
            set_insert(result, a->hash_table[i]);
        }
    }
    return result;
}

// 计算两个集合的并集
Set *set_union(Set *a, Set *b) {
    Set *result = set_create();
    for (size_t i = 0; i < a->size || i < b->size; i++) {
        if (i < a->size && !set_contains(b, a->hash_table[i])) {
            set_insert(result, a->hash_table[i]);
        } else if (i < b->size && !set_contains(a, b->hash_table[i])) {
            set_insert(result, b->hash_table[i]);
        }
    }
    return result;
}

// 计算两个集合的差集
Set *set_difference(Set *a, Set *b) {
    Set *result = set_create();
    for (size_t i = 0; i < a->size; i++) {
        if (!set_contains(b, a->hash_table[i])) {
            set_insert(result, a->hash_table[i]);
        }
    }
    return result;
}

// 清理集合资源
void set_destroy(Set *s) {
    free(s->hash_table);
    free(s);
}

// 哈希函数示例，实际应用中需自行实现
size_t hash_function(void *elem) {
    // 这里仅作演示，实际需要复杂算法保证散列均匀
    return (size_t) elem;
}