Java--集合--Set

Java–集合–Collection https://blog.csdn.net/lulu950817/article/details/79746721
Java–集合–List https://blog.csdn.net/lulu950817/article/details/79746895

1. Set

Set:注重独一无二的性质,用于存储无序(存入和取出的顺序不一定相同)元素,值不能重复。

对象的相等性:

1、引用到堆上同一个对象的两个引用是相等的。如果对两个引用调用hashCode方法,会得到相同的结果,如果对象所属的类没有覆盖Object的hashCode方法的话,hashCode会返回每个对象特有的序号(java是依据对象的内存地址计算出的此序号),所以两个不同的对象的hashCode值是不可能相等的。
2、如果想要让两个不同的Person对象视为相等的,就必须覆盖Object继下来的hashCode方法和equals方法,因为Object 的 hashCode方法返回的是该对象的内存地址,所以必须重写hashCode方法,才能保证两个不同的对象具有相同的hashCode,同时也需要两个不同对象比较equals方法会返回true。该集合中没有特有的方法,直接继承自Collection。

---| Itreable      接口 实现该接口可以使用增强for循环
------| Collection      描述所有集合共性的接口
---------| List接口       可以有重复元素的集合
-------------| ArrayList   
-------------| LinkedList
---------| Set接口        不可以有重复元素的集合

案例:set集合添加元素并使用迭代器迭代元素。

import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;

public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        //Set 集合存和取的顺序不一致。
        Set hs = new HashSet();
        hs.add("世界军事");
        hs.add("兵器知识");
        hs.add("舰船知识");
        hs.add("汉和防务");
        System.out.println(hs);
        // [舰船知识, 世界军事, 兵器知识, 汉和防务]
        Iterator it = hs.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }
    }
}

1.1. HashSet

| Itreable      接口 实现该接口可以使用增强for循环
---| Collection     描述所有集合共性的接口
   ---| List接口      可以有重复元素的集合
      ---| ArrayList   
      ---|  LinkedList
   ---| Set接口       不可以有重复元素的集合
      ---| HashSet  线程不安全,存取速度快。底层是以哈希表实现的。

HashSet
1、哈希表边存放的是哈希值。HashSet存储元素的顺序并不是按照存入时的顺序(和List显然不同) 是按照哈希值来存的所以取数据也是按照哈希值取得。
2、HashSet不存入重复元素的规则:使用hashcode和equals。由于Set集合是不能存入重复元素的集合。那么HashSet也是具备这一特性的。HashSet会通过元素的hashcode和equals方法进行判断元素师否重复。
3、如果对象的hashCode值是不同的,那么HashSet会认为对象是不可能相等的。因此我们自定义类的时候需要重写hashCode(),来确保对象具有相同的hashCode值。
5、如果元素(对象)的hashCode值相同,会继续使用equals 进行比较。如果 equals()返回true ,那么HashSet认为新加入的对象重复了,所以加入失败。如果equals() 为false那么HashSet 认为新加入的对象没有重复,新元素可以存入.

总结:
元素的哈希值是通过元素的hashcode方法 来获取的, HashSet首先判断两个元素的哈希值,如果哈希值一样,接着会比较equals方法 如果 equls结果为true ,HashSet就视为同一个元素。如果equals 为false就不是同一个元素。

哈希值相同equals为false的元素是怎么存储呢,就是在同样的哈希值下顺延(可以认为哈希值相同的元素放在一个哈希桶中)。也就是哈希值一样的存一列。

这里写图片描述

图1:hashCode值不相同的情况
图2:hashCode值相同,但equals不相同的情况。

HashSet到底是如何判断两个元素重复?

通过hashCode方法和equals方法来保证元素的唯一性,add()返回的是boolean类型。判断两个元素是否相同,先要判断元素的hashCode值是否一致,通过hashCode值来确定元素在内存中的位置。一个hashCode位置上可以存放多个元素。只有在该值一致的情况下,才会判断equals方法,如果存储在HashSet中的两个对象hashCode方法的值相同equals方法返回的结果是true,那么HashSet认为这两个元素是相同元素,只存储一个(重复元素无法存入)。
注意:HashSet集合在判断元素是否相同先判断hashCode方法,如果相同才会判断equals。如果不相同,是不会调用equals方法的。

HashSet 和ArrayList集合都有判断元素是否相同的方法:

boolean contains(Object o)
(HashSet使用hashCode和equals方法,ArrayList使用了equals方法)

练习:使用HashSet存储字符串,并尝试添加重复字符串
回顾String类的equals()、hashCode()两个方法。

import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;

public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        // Set 集合存和取的顺序不一致。
        Set hs = new HashSet();
        hs.add("世界军事");
        hs.add("兵器知识");
        hs.add("舰船知识");
        hs.add("汉和防务");

// 返回此 set 中的元素的数量
        System.out.println(hs.size()); // 4

// 如果此 set 尚未包含指定元素,则返回 true
        boolean add = hs.add("世界军事"); // false
        System.out.println(add);

// 返回此 set 中的元素的数量
        System.out.println(hs.size());// 4
        Iterator it = hs.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }
    }
}

使用HashSet存储自定义对象,并尝试添加重复对象(对象的重复的判定)

package cn.itcast.gz.map;

import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;

public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet hs = new HashSet();
        hs.add(new Person("jack", 20));
        hs.add(new Person("rose", 20));
        hs.add(new Person("hmm", 20));
        hs.add(new Person("lilei", 20));
        hs.add(new Person("jack", 20));

        Iterator it = hs.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Object next = it.next();
            System.out.println(next);
        }
    }
}

class Person {
    private String name;
    private int age;
Person() {
}
public Person(String name, int age) {

this.name = name;
this.age = age;
    }

public String getName() {
        return name;
    }

public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

public int getAge() {
        return age;
    }

public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

@Override
    public int hashCode() {
        System.out.println("hashCode:" + this.name);
        return this.name.hashCode() + age * 37;
    }

@Override
    public boolean equals(Object obj) {
        System.out.println(this + "---equals---" + obj);
        if (obj instanceof Person) {
            Person p = (Person) obj;
            return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;
        } else {
            return false;
        }
    }
@Override
    public String toString() {

        return "Person@name:" + this.name + " age:" + this.age;
}

}

问题:现在有一批数据,要求不能重复存储元素,而且要排序。ArrayList 、 LinkedList不能去除重复数据。HashSet可以去除重复,但是是无序。这时需要TreeSet 。

1.2. TreeSet

案例:使用TreeSet集合存储字符串元素,并遍历

import java.util.TreeSet;

public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet ts = new TreeSet();
        ts.add("ccc");
        ts.add("aaa");
        ts.add("ddd");
        ts.add("bbb");

System.out.println(ts); // [aaa, bbb, ccc, ddd]

    }
}
| Itreable      接口 实现该接口可以使用增强for循环
---| Collection     描述所有集合共性的接口
-------| List接口     有序,可以重复,有角标的集合
----------| ArrayList   
----------|  LinkedList
-------| Set接口      无序,不可以重复的集合
----------| HashSet  线程不安全,存取速度快。底层是以hash表实现的。
----------| TreeSet  红-黑树的数据结构,默认对元素进行自然排序(String)。如果在比较的时候两个对象返回值为0,那么元素重复。

红黑树:

红黑树是一种特定类型的二叉树
算法的规则: 左小右大。

既然TreeSet可以自然排序,那么TreeSet必定是有排序规则的。
1:让存入的元素自定义比较规则。
2:给TreeSet指定排序规则。

方式一:元素自身具备比较性
元素自身具备比较性,需要元素实现Comparable接口,重写compareTo方法,也就是让元素自身具备比较性,这种方式叫做元素的自然排序也叫做默认排序。
方式二:容器具备比较性
当元素自身不具备比较性,或者自身具备的比较性不是所需要的。那么此时可以让容器自身具备。需要定义一个类实现接口Comparator,重写compare方法,并将该接口的子类实例对象作为参数传递给TreeMap集合的构造方法。
注意:

1、当Comparable比较方式和Comparator比较方式同时存在时,以Comparator的比较方式为主;
2、在重写compareTo或者compare方法时,必须要明确比较的主要条件相等时要比较次要条件。(假设姓名和年龄一直的人为相同的人,如果想要对人按照年龄的大小来排序,如果年龄相同的人,需要如何处理?不能直接return 0,因为可能姓名不同(年龄相同姓名不同的人是不同的人)。此时就需要进行次要条件判断(需要判断姓名),只有姓名和年龄同时相等的才可以返回0.)通过return 0来判断唯一性。

问题:为什么使用TreeSet存入字符串,字符串默认输出是按升序排列的?
因为字符串实现了一个接口,叫做Comparable 接口。字符串重写了该接口的compareTo 方法,所以String对象具备了比较性.那么同样道理,我的自定义元素(例如Person类,Book类)想要存入TreeSet集合,就需要实现该接口,也就是要让自定义对象具备比较性。

存入TreeSet集合中的元素要具备比较性。比较性要实现Comparable接口,重写该接口的compareTo方法。TreeSet属于Set集合,该集合的元素是不能重复的,TreeSet 通过compare To或者compare方法中的来保证元素的唯一性。添加的元素必须要实现Comparable接口。当compareTo()函数返回值为0时,说明两个对象相等,此时该对象不会添加进来。

比较器接口
----| Comparable
            compareTo(Object o)     元素自身具备比较性
----| Comparator
            compare( Object o1, Object o2 ) 给容器传入比较器

TreeSet集合排序的两种方式:
一、让元素自身具备比较性
也就是元素需要实现Comparable接口,覆盖compareTo 方法。这种方式也作为元素的自然排序,也可称为默认排序。
年龄按照搜要条件,年龄相同再比姓名。

import java.util.TreeSet;

public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet ts = new TreeSet();
        ts.add(new Person("aa", 20, "男"));
        ts.add(new Person("bb", 18, "女"));
        ts.add(new Person("cc", 17, "男"));
        ts.add(new Person("dd", 17, "女"));
        ts.add(new Person("dd", 15, "女"));
        ts.add(new Person("dd", 15, "女"));


    System.out.println(ts);
    System.out.println(ts.size()); // 5

    }
}

    class Person implements Comparable {
    private String name;
    private int age;
    private String gender;
    public Person() {
}

    public Person(String name, int age, String gender) {

        this.name = name;
        this.age = age;
        this.gender = gender;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getGender() {
        return gender;
    }

    public void setGender(String gender) {
        this.gender = gender;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return name.hashCode() + age * 37;
    }

    public boolean equals(Object obj) {
        System.err.println(this + "equals :" + obj);
        if (!(obj instanceof Person)) {
            return false;
        }
        Person p = (Person) obj;
        return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;

    }

    public String toString() {
        return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", gender=" + gender
                + "]";
    }

    @Override
    public int compareTo(Object obj) {

        Person p = (Person) obj;
        System.out.println(this+" compareTo:"+p);
        if (this.age > p.age) {
            return 1;
        }
        if (this.age < p.age) {
            return -1;
        }
        return this.name.compareTo(p.name);
    }

}

二、让容器自身具备比较性,自定义比较器。
需求:当元素自身不具备比较性,或者元素自身具备的比较性不是所需的。那么这时只能让容器自身具备。
定义一个类实现Comparator 接口,覆盖compare方法。并将该接口的子类对象作为参数传递给TreeSet集合的构造函数。
当Comparable比较方式,及Comparator比较方式同时存在,以Comparator比较方式为主。

import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;

public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet ts = new TreeSet(new MyComparator());
        ts.add(new Book("think in java", 100));
        ts.add(new Book("java 核心技术", 75));
        ts.add(new Book("现代操作系统", 50));
        ts.add(new Book("java就业教程", 35));
        ts.add(new Book("think in java", 100));
        ts.add(new Book("ccc in java", 100));

    System.out.println(ts); 
    }
}

class MyComparator implements Comparator {

public int compare(Object o1, Object o2) {
        Book b1 = (Book) o1;
        Book b2 = (Book) o2;
        System.out.println(b1+" comparator "+b2);
        if (b1.getPrice() > b2.getPrice()) {
            return 1;
        }
        if (b1.getPrice() < b2.getPrice()) {
            return -1;
        }
        return b1.getName().compareTo(b2.getName());
    }

}

class Book {
    private String name;
    private double price;

    public Book() {

    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public double getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(double price) {
        this.price = price;
    }

    public Book(String name, double price) {

    this.name = name;
        this.price = price;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Book [name=" + name + ", price=" + price + "]";
    }

}

TreeSet练习:
将字符串中的数值进行排序。例如String str=”8 10 15 5 2 7”; 2,5,7,8,10,15

思路:使用 TreeSet完成。
1、将字符串切割。
2、可以将这些对象存入TreeSet集合。 因为TreeSet自身具备排序功能。

public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "8 10 15 5 2 7";
        String[] strs = str.split(" ");
        TreeSet ts = new TreeSet();
        for (int x = 0; x < strs.length; x++) {
            int y = Integer.parseInt(strs[x]);
            ts.add(y);
        }
        System.out.println(ts);
    }
}

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