Ruby中是否存在兼具Set集合运算能力和Hash成员访问能力的集合类？

读完Peter Jones所著《Effective Ruby》中的Collections章节后，我发现Set类似乎是Hash的一个不错的替代选择。关于Set类，Jones是这样描述的：

它和数学中的集合概念非常相似，是无序、元素唯一的集合，支持并集、交集、子集/超集判断等操作。

我唯一的顾虑是Set类可能不支持直接访问内部存储的成员对象。

目前我正尝试使用Set（或类似Set的结构）实现一个简易的OptionSet API，OptionSet中的选项可以是Option或ValueOption类型，其中后者是Option的子类。该API需要访问每个OptionSet对应集合中存储的对象，无论这些对象是存放在独立的Hash、Array或其他容器中，还是通过继承（比如以Set作为父类）的方式存放在OptionSet内部。

我希望在OptionSet内部使用Set，或者直接让OptionSet继承自Set。但如果Set在存储元素后无法直接访问成员对象，只能遍历所有成员查找匹配项（比如查找集合中Option.name（通常为symbol类型）相等的Option或ValueOption对象），是否存在更高效的替代方案？

我本想提供示例代码，但目前OptionSet的实现还无法运行。伪代码层面，我需要实现OptionSet#getopt(name)方法，返回存储在OptionSet中指定名称的Option对象的值，若不存在对应选项则返回false。

#getopt方法会调用受保护方法self.getoptObj(name)，该方法需要访问集合中指定名称的Option对象本身。除了这部分实现需求外，Set本身完全可以满足其他使用要求。

类似Scheme类语言中的AssociativeList类，Ruby标准库本身似乎没有提供对应的实现？简单来说，我想知道是否存在类似Set的类——即拥有Set的集合论操作方法——同时具备Hash的成员访问能力？

更新 #

我已经尝试在伪代码层面实现MappedSet类，通过一个实例级Hash存储通用“键”和成员对象的映射关系。但我认为这和Set的内部存储逻辑冗余，或许我应该直接扩展Hash类？

Ruby标准库确实没有内置同时具备Set集合操作能力与Hash按键快速查找能力的通用类，你可以根据自身需求从以下两种成熟方案中选择：

方案1：基于Hash扩展，无冗余存储 #

如果你需要的集合操作不多，希望完全避免存储冗余，可以直接扩展Hash类，按需实现需要的集合操作即可，查找效率为O(1)，实现逻辑如下：

class KeyedSet < Hash
  # 初始化可指定提取键的属性，默认用name
  def initialize(key_attr = :name, elements = [])
    super()
    @key_attr = key_attr
    elements.each { |elem| add(elem) }
  end

  def add(element)
    key = element.send(@key_attr)
    self[key] = element
  end
  alias << add

  # 并集操作
  def union(other)
    raise ArgumentError, "参数必须为KeyedSet实例" unless other.is_a?(KeyedSet)
    self.class.new(@key_attr, self.values + other.values)
  end
  alias | union

  # 交集操作
  def intersection(other)
    raise ArgumentError, "参数必须为KeyedSet实例" unless other.is_a?(KeyedSet)
    common_keys = self.keys & other.keys
    self.class.new(@key_attr, common_keys.map { |k| self[k] })
  end
  alias & intersection

  # 子集判断
  def subset?(other)
    raise ArgumentError, "参数必须为KeyedSet实例" unless other.is_a?(KeyedSet)
    self.keys.all? { |k| other.key?(k) }
  end

  # 需求API实现
  def getopt(name)
    key?(name) ? self[name].value : false
  end

  protected
  def getoptObj(name)
    self[name]
  end

  # 其他需要的集合操作（差集、超集判断等）都可以按相同逻辑扩展
end

这个方案的优势是没有任何存储冗余，性能最优，灵活性最高。

方案2：继承标准库Set类，复用现有集合操作 #

如果你需要用到Set的所有集合操作，不想自己重复实现，可以直接继承Set类，额外维护一个属性到元素的索引映射即可：

require 'set'

class OptionSet < Set
  def initialize(elements = [])
    super()
    @name_index = {}
    elements.each { |elem| add(elem) }
  end

  def add(element)
    super(element)
    @name_index[element.name] = element
  end
  alias << add

  def delete(element)
    super(element)
    @name_index.delete(element.name)
  end

  def getopt(name)
    @name_index.key?(name) ? @name_index[name].value : false
  end

  protected
  def getoptObj(name)
    @name_index[name]
  end
end

这个方案虽然多维护了一个Hash索引，但对于选项集合这种量级的数据，性能损耗完全可以忽略，同时你可以直接使用Set原生的所有集合操作，不需要自己实现，开发成本最低。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sean Champ