java中Collection的子接口Set接口

一.Set接口概述

Set接口是Collection的子接口，Set接口没有提供额外的方法，它用来存储无序的，不可重复的数据。
Set集合不允许包含相同的元素，如果试把二个相同的元素加入到同一个Set集合中，则添加操作失败。
Set判断二个对象是否相同不是使用 ==运算符，而是根据equals()方法。
Set接口有三个实现类，HashSet,LinkedHashSet,TreeSet,但它的典型实现是HashSet，大多数时候使用Set集合时都是用这个实现类。
对于存放在Set容器中的对象，对应的类一定要重写equals()方法和hashCode(Object obj)方法，以实现对象相等规则。即：“相等的对象必须具有相等的散列码”。

重写hashCode()方法的基本原则：

在程序运行时，同一个对象多次调用hashCode()方法应该返回相同的值。
当二个对象的equals()方法比较返回true时，这二个对象的hashCode()方法返回值也应相等。
对象中用作equals()方法比较的Field,都应该用来计算hashCode值。

重写equals()方法的基本原则：

当一个类有自己特有的“逻辑相等”概念，当改写equals()的时候，总是要改写hashCode()，根据一个类的equals方法（改写后），二个截然不同的实例有可能在逻辑上是相等的，但是，根据Object.hashCode()他们仅仅是二个对象。
因此，违反了“相等的对象必须具有相等的散列码”。
结论：复写equals方法的时候一般都需要同时复写HashCode方法，通常参与计算hashCode的对象的属性也应该参与到equals()中进行计算。

1.HashSet：是按Hash算法来存储集合中的元素，，因此具有很好的存取，查找，删除性能，底层是数组加链表。

HashSet的特点：不能保证元素的排列顺序，HashSet不是线程安全的，集合元素可以是null

HashSet集合判断二个元素相等的标准：二个对象通过hashCode()方法比较相等，并且二个对象的equals()方法返回值也相等。

2.LinkedHashSet：是HashSet的子类，在添加数据的同时，每个数据还维护了二个引用，记录此数据前一个数据和后一个数据，遍历其内部数据时，可以按照添加时的顺序遍历。

优点：对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet

LinkedHashSet是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置，但它同时使用双向链表维护元素的次序，这使得元素看起来是以插入顺序保存的。

LinkedHashSet插入性能略低于HashSet，但在迭代访问Set里的全部元素是有很好的性能。

LinkedHashSet不允许集合元素重复。

3.TreeSet:放入的数据是同一个类的，可以按照添加对象的指定属性排序

TreeSet是SortedSet接口的实现类，TreeSet可以确保集合元素处于排序状态

TreeSet底层是使用红黑树结构存储数据

TreeSet二种排序方法:自然排序（实现comparable接口）和定制排序（comparator），默认情况下，采用自然排序。

1.自然排序中，比较二个对象是否相同的标准为：compareTo()返回0，不再是equals()

 TreeSet set1 = new TreeSet();
        //不能添加不同类的对象：
        //set1.add("SS");
        //set1.add(123);
       // set1.add(456);
        //set1.add(new Person("Tom",12));
        //1.能添加同类型的对象，按从从小到大排序
        set1.add(456);
        set1.add(-456);
        set1.add(6);
        Iterator iterator = set1.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
        //2.输出会报异常，要想执行排序，要重写comparableTo()方法
        set1.add(new Person("Tom",12));
        set1.add(new Person("Jerry",2));
        set1.add(new Person("Mike",18));

重写compareTo()如下：

public int compareTo(Object o){
if(o instanceof User){
   User user = (User)o;
//   return this.name.CompareTo(User.name);
//年龄从小到大
   int compare = -this.name.compareTo(user.name);
if(compare != 0){
   return compare;
}else{
   return Integer.compare(this.age,user.age);
}
}else{
   throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
}
}

2.定制排序中，比较二个对象是否相同的标准为：compare()返回0，不再是equals()

  Comparator comparator = new Comparator() {
            //按照年龄从小到大
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if(o1 instanceof Person && o2 instanceof Person){
                    Person p1 = (Person)o1;
                    Person p2 = (Person)o2;
                    return  Integer.compare(p1.getAge(),p2.getAge());
                }else{
                    throw new RuntimeException("输入数据类型不匹配");
                }
            }
        };
        TreeSet set = new TreeSet();
        set1.add(new Person("Tom",12));
        set1.add(new Person("Jerry",2));
        set1.add(new Person("Mike",18));
        Iterator iterator = set1.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

新增的方法如下：

Comparator comparator()
Object first()
Object last()
Object lower(Object e)
Object higher(Object e)
SortedSet subSet(fromElement,toElement)
SortedSet headSet(toElement)
SortedSet tailSet(fromElement)

二.Set接口存储无序，不可重复的数据

1.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

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。

三.添加元素的过程：以HashSet为例

向HashSet中添加元素a，首先调用元素所在类的hashCode(),计算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，如果此位置没有其他元素，则元素a添加成功。如果有其他元素b（或以链表形式存在的多个元素），则比较元素a和元素b的hash值，如果不相同，则添加成功。如果hash值相同，则需要调用元素a所在类的equals()方法： equals()返回true,元素a添加失败。 equals()返回false,元素a添加成功。

jdk7中，元素a与已经存在指定索引位置上的数据以链表的方式存储，元素a放到数组中指向原来的元素，jdk8是原来的元素放在数组中指向元素a。