Java:Collection子接口二:Set(存储无序的、不可重复的数据)


0. 总结

(1)HashSet

  • 典型,多数使用set集合时都使用的这个
  • 不能保证元素排列顺序,不是线程安全,元素可以为null
  • 元素相等判断标准,先采用hashcode()方法,比较hashcode,然后采用equals()方法
  • 新加元素a 与已经存在指定索引位置上数据以链表的方式存储(七上八下)

(2)LinkedHashSet

  • 作为HashSet的子类;遍历其内部数据时,可以按照添加的顺序遍历
  • 对于频繁的遍历操作,LinkedHashSet效率高于HashSet

(3)TreeSet

  • 向TreeSet中添加的数据,要求是相同类的对象
  • 可以按照添加对象的指定属性进行排序
  • 注意点1:添加元素所在类,需要实现Comparable接口
  • 注意点2:所在类需要重写compareTo方法(可以二级排序比较)

1. Collection子接口二:Set(存储无序的、不可重复的数据)

  • (1) Set接口是Collection的子接口,set接口没有提供额外的方法(与list不同)。

  • (2)Set 判断两个对象是否相同不是使用 == 运算符,而是根据 equals() 方法

  • (3)Set存储无序的、不可重复的数据

    • ① 无序性不代表随机性,存储的数据在底层数组中并非按照数组索引的顺序添加,而是根据数据的哈希值决定的。
    • ② 不可重复性:保证添加的元素按照 equals()判断时,不能返回true。即:相同的元素只能添加一个。

2. Set 接口的常用实现类

(1)HashSet

在这里插入图片描述

  • 无序性:不等于随机性。存储的数据在底层数组中并非按照数组索引的顺序添加,而是根据数据的哈希值决定的。

  • 不可重复性:保证添加的元素按照equals()判断时,不能返回true.即:相同的元素只能添加一个

添加元素的过程:以HashSet为例:

  • 我们向HashSet中添加元素a,首先调用元素a所在类的hashCode()方法,计算元素a的哈希值,此哈希值接着通过某种算法计算出在HashSet底层数组中的存放位置(即为:索引位置),
  • 判断
    • 数组此位置上是否已经有元素:
      • 如果此位置上没有其他元素,则元素a添加成功。 —>情况1
      • 如果此位置上有其他元素b(或以链表形式存在的多个元素),则比较元素a与元素b的hash值:
        • 如果hash值不相同,则元素a添加成功。—>情况2
        • 如果hash值相同,进而需要调用元素a所在类的equals()方法:
          • equals()返回true,元素a添加失败
          • equals()返回false,则元素a添加成功。—>情况2

说明:

  • 1:对于添加成功的情况2和情况3而言:元素a 与已经存在指定索引位置上数据以链表的方式存储。
    jdk 7 :元素a放到数组中,指向原来的元素。
    jdk 8 :原来的元素在数组中,指向元素a
    总结:七上八下
  • 2:HashSet底层:数组+链表的结构
  • 底层也是数组,如初始容量为16,当如果使用率超过0.75,(16*0.75=12)
    就会扩大容量为原来的2倍。(16扩容为32,依次为64,128…等)

(2)LinkedHashSet

  • 作为HashSet的子类遍历其内部数据时,可以按照添加的顺序遍历
  • 在添加数据的同时,每个数据还维护了两个引用,记录此数据前一个和后一个数据。
  • 对于频繁的遍历操作,LinkedHashSet效率高于HashSet
    在这里插入图片描述

(3)TreeSet

可以按照添加对象的指定属性进行排序。向TreeSet中添加的数据,要求是相同类的对象。有两种排序方式:

自然排序:
TreeSet 会调用集合元素的 compareTo(Object obj) 方法来比较元素之间的大小关系,然后将集合元素按升序(默认情况)排列。比较两个对象是否相同的标准为 compareTo()返回0,而不是equals()。

  • 注意点1:添加元素所在类,需要实现Comparable接口
  • 注意点2:所在类需要重写compareTo方法(可以二级排序比较)

举例

User类:

public class User implements Comparable{
    
    
    private String name;
    private int age;

    public User() {
    
    
    }

    public User(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 String toString() {
    
    
        return "User{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    //按照姓名从大到小排列,年龄从小到大排列
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
    
    
        if(o instanceof User){
    
    
            User user = (User)o;
//            return -this.name.compareTo(user.name);
            int compare = -this.name.compareTo(user.name);
            //二级排序
            //如果不等于0,则说明姓名不一样,直接return compare
            if(compare != 0){
    
    
                return compare;
                //姓名一样,再比较年龄
            }else{
    
    
                return Integer.compare(this.age,user.age);
            }
        }else{
    
    
            throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
        }

    }
}

TreeSet类:

import org.junit.Test;

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

/**
 * @author shkstart
 * @create 2019 下午 4:59
 */
public class TreeSetTest {
    
    

    /*
    1.向TreeSet中添加的数据,要求是相同类的对象。
    2.两种排序方式:自然排序(实现Comparable接口) 和 定制排序(Comparator)


    3.自然排序中,比较两个对象是否相同的标准为:compareTo()返回0.不再是equals().
    4.定制排序中,比较两个对象是否相同的标准为:compare()返回0.不再是equals().
     */
    @Test
    public void test1(){
    
    
        TreeSet set = new TreeSet();

        //失败:不能添加不同类的对象
//        set.add(123);
//        set.add(456);
//        set.add("AA");
//        set.add(new User("Tom",12));

            //举例一:
//        set.add(34);
//        set.add(-34);
//        set.add(43);
//        set.add(11);
//        set.add(8);

        //举例二:
        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(new User("Jerry",32));
        set.add(new User("Jim",2));
        set.add(new User("Mike",65));
        set.add(new User("Jack",33));
        set.add(new User("Jack",56));


        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
    
    
            System.out.println(iterator.next());
        }

    }

定制排序
通过Comparator接口来实现。比较两个对象是否相同的标准为 compare()返回0,而不是equals()。

@Test
    public void test2(){
    
    
        Comparator com = new Comparator() {
    
    
            //按照年龄从小到大排列
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
    
    
                if(o1 instanceof User && o2 instanceof User){
    
    
                    User u1 = (User)o1;
                    User u2 = (User)o2;
                    return Integer.compare(u1.getAge(),u2.getAge());
                }else{
    
    
                    throw new RuntimeException("输入的数据类型不匹配");
                }
            }
        };

        TreeSet set = new TreeSet(com);
        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(new User("Jerry",32));
        set.add(new User("Jim",2));
        set.add(new User("Mike",65));
        set.add(new User("Mary",33));
        set.add(new User("Jack",33));
        set.add(new User("Jack",56));


        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
    
    
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

}

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