Java集合（7）之Set

Set集合

(1)Set集合的特点

无序,唯一

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

/*
 * Collection
 * 		|--List
 * 			有序(存储顺序和取出顺序一致),可重复
 * 		|--Set
 * 			无序(存储顺序和取出顺序不一致),唯一
 * 
 * HashSet：它不保证 set 的迭代顺序；特别是它不保证该顺序恒久不变。
 * 注意：虽然Set集合的元素无序，但是，作为集合来说，它肯定有它自己的存储顺序，
 * 而你的顺序恰好和它的存储顺序一致，这代表不了有序，你可以多存储一些数据，就能看到效果。
 */
public class SetDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建集合对象
		Set<String> set = new HashSet<String>();

		// 创建并添加元素
		set.add("hello");
		set.add("java");
		set.add("world");
		set.add("java");
		set.add("world");

		// 增强for
		for (String s : set) {
			System.out.println(s);
		}
	}
}

(2)HashSet集合
A:底层数据结构是哈希表(是一个元素为链表的数组)
B:哈希表底层依赖两个方法：hashCode()和equals()
  执行顺序：
首先比较哈希值是否相同
相同：继续执行equals()方法
返回true：元素重复了，不添加
返回false：直接把元素添加到集合
不同：就直接把元素添加到集合
C:如何保证元素唯一性的呢?

由hashCode()和equals()保证的

import java.util.HashSet;

/*
 * HashSet:存储字符串并遍历
 * 问题：为什么存储字符串的时候，字符串内容相同的只存储了一个呢?
 * 通过查看add方法的源码，我们知道这个方法底层依赖 两个方法：hashCode()和equals()。
 * 步骤：
 * 		首先比较哈希值
 * 		如果相同，继续走，比较地址值或者走equals()
 * 		如果不同,就直接添加到集合中	
 * 按照方法的步骤来说：	
 * 		先看hashCode()值是否相同
 * 			相同:继续走equals()方法
 * 				返回true：	说明元素重复，就不添加
 * 				返回false：说明元素不重复，就添加到集合
 * 			不同：就直接把元素添加到集合
 * 如果类没有重写这两个方法，默认使用的Object()。一般来说不同相同。
 * 而String类重写了hashCode()和equals()方法，所以，它就可以把内容相同的字符串去掉。只留下一个。
 */
public class HashSetDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建集合对象
		HashSet<String> hs = new HashSet<String>();

		// 创建并添加元素
		hs.add("hello");
		hs.add("world");
		hs.add("java");
		hs.add("world");

		// 遍历集合
		for (String s : hs) {
			System.out.println(s);
		}
	}
}

D:开发的时候，代码非常的简单，自动生成即可。

E:HashSet存储字符串并遍历

/**
 * @author Administrator
 * 
 */
public class Student {
	private String name;
	private int age;

	public Student() {
		super();
	}

	public Student(String name, int age) {
		super();
		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() {
		final int prime = 31;
		int result = 1;
		result = prime * result + age;
		result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
		return result;
	}

	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if (this == obj)
			return true;
		if (obj == null)
			return false;
		if (getClass() != obj.getClass())
			return false;
		Student other = (Student) obj;
		if (age != other.age)
			return false;
		if (name == null) {
			if (other.name != null)
				return false;
		} else if (!name.equals(other.name))
			return false;
		return true;
	}

	// @Override
	// public int hashCode() {
	// // return 0;
	// // 因为成员变量值影响了哈希值，所以我们把成员变量值相加即可
	// // return this.name.hashCode() + this.age;
	// // 看下面
	// // s1:name.hashCode()=40,age=30
	// // s2:name.hashCode()=20,age=50
	// // 尽可能的区分,我们可以把它们乘以一些整数
	// return this.name.hashCode() + this.age * 15;
	// }
	//
	// @Override
	// public boolean equals(Object obj) {
	// // System.out.println(this + "---" + obj);
	// if (this == obj) {
	// return true;
	// }
	//
	// if (!(obj instanceof Student)) {
	// return false;
	// }
	//
	// Student s = (Student) obj;
	// return this.name.equals(s.name) && this.age == s.age;
	// }
	//
	// @Override
	// public String toString() {
	// return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
	// }

}

import java.util.HashSet;

/*
 * 需求：存储自定义对象，并保证元素的唯一性
 * 要求：如果两个对象的成员变量值都相同，则为同一个元素。
 * 
 * 目前是不符合我的要求的：因为我们知道HashSet底层依赖的是hashCode()和equals()方法。
 * 而这两个方法我们在学生类中没有重写，所以，默认使用的是Object类。
 * 这个时候，他们的哈希值是不会一样的，根本就不会继续判断，执行了添加操作。
 */
public class HashSetDemo2 {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建集合对象
		HashSet<Student> hs = new HashSet<Student>();

		// 创建学生对象
		Student s1 = new Student("林青霞", 27);
		Student s2 = new Student("柳岩", 22);
		Student s3 = new Student("王祖贤", 30);
		Student s4 = new Student("林青霞", 27);
		Student s5 = new Student("林青霞", 20);
		Student s6 = new Student("范冰冰", 22);

		// 添加元素
		hs.add(s1);
		hs.add(s2);
		hs.add(s3);
		hs.add(s4);
		hs.add(s5);
		hs.add(s6);

		// 遍历集合
		for (Student s : hs) {
			System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
		}
	}
}

F:HashSet存储自定义对象并遍历(对象的成员变量值相同即为同一个元素)

public class Dog {
	private String name;
	private int age;
	private String color;
	private char sex;

	public Dog() {
		super();
	}

	public Dog(String name, int age, String color, char sex) {
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
		this.color = color;
		this.sex = sex;
	}

	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 getColor() {
		return color;
	}

	public void setColor(String color) {
		this.color = color;
	}

	public char getSex() {
		return sex;
	}

	public void setSex(char sex) {
		this.sex = sex;
	}

	@Override
	public int hashCode() {
		final int prime = 31;
		int result = 1;
		result = prime * result + age;
		result = prime * result + ((color == null) ? 0 : color.hashCode());
		result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
		result = prime * result + sex;
		return result;
	}

	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if (this == obj)
			return true;
		if (obj == null)
			return false;
		if (getClass() != obj.getClass())
			return false;
		Dog other = (Dog) obj;
		if (age != other.age)
			return false;
		if (color == null) {
			if (other.color != null)
				return false;
		} else if (!color.equals(other.color))
			return false;
		if (name == null) {
			if (other.name != null)
				return false;
		} else if (!name.equals(other.name))
			return false;
		if (sex != other.sex)
			return false;
		return true;
	}

}

import java.util.HashSet;

/*
 * HashSet集合存储自定义对象并遍历。如果对象的成员变量值相同即为同一个对象
 * 
 * 注意了：
 * 		你使用的是HashSet集合，这个集合的底层是哈希表结构。
 * 		而哈希表结构底层依赖:hashCode()和equals()方法。
 * 		如果你认为对象的成员变量值相同即为同一个对象的话，你就应该重写这两个方法。
 * 		如何重写呢?不同担心，自动生成即可。
 */
public class DogDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建集合对象
		HashSet<Dog> hs = new HashSet<Dog>();

		// 创建狗对象
		Dog d1 = new Dog("秦桧", 25, "红色", '男');
		Dog d2 = new Dog("高俅", 22, "黑色", '女');
		Dog d3 = new Dog("秦桧", 25, "红色", '男');
		Dog d4 = new Dog("秦桧", 20, "红色", '女');
		Dog d5 = new Dog("魏忠贤", 28, "白色", '男');
		Dog d6 = new Dog("李莲英", 23, "黄色", '女');
		Dog d7 = new Dog("李莲英", 23, "黄色", '女');
		Dog d8 = new Dog("李莲英", 23, "黄色", '男');

		// 添加元素
		hs.add(d1);
		hs.add(d2);
		hs.add(d3);
		hs.add(d4);
		hs.add(d5);
		hs.add(d6);
		hs.add(d7);
		hs.add(d8);

		// 遍历
		for (Dog d : hs) {
			System.out.println(d.getName() + "---" + d.getAge() + "---"
					+ d.getColor() + "---" + d.getSex());
		}
	}
}

import java.util.LinkedHashSet;

/*
 * LinkedHashSet:底层数据结构由哈希表和链表组成。
 * 哈希表保证元素的唯一性。
 * 链表保证元素有素。(存储和取出是一致)
 */
public class LinkedHashSetDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建集合对象
		LinkedHashSet<String> hs = new LinkedHashSet<String>();

		// 创建并添加元素
		hs.add("hello");
		hs.add("world");
		hs.add("java");
		hs.add("world");
		hs.add("java");

		// 遍历
		for (String s : hs) {
			System.out.println(s);
		}
	}
}

(3)TreeSet集合
A:底层数据结构是红黑树(是一个自平衡的二叉树)
B:保证元素的排序方式
a:自然排序(元素具备比较性)
让元素所属的类实现Comparable接口
b:比较器排序(集合具备比较性)

让集合构造方法接收Comparator的实现类对象

import java.util.TreeSet;

/*
 * TreeSet：能够对元素按照某种规则进行排序。
 * 排序有两种方式
 * A:自然排序
 * B:比较器排序
 * 
 * TreeSet集合的特点：排序和唯一
 * 
 * 通过观察TreeSet的add()方法，我们知道最终要看TreeMap的put()方法。
 */
public class TreeSetDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建集合对象
		// 自然顺序进行排序
		TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>();

		// 创建元素并添加
		// 20,18,23,22,17,24,19,18,24
		ts.add(20);
		ts.add(18);
		ts.add(23);
		ts.add(22);
		ts.add(17);
		ts.add(24);
		ts.add(19);
		ts.add(18);
		ts.add(24);

		// 遍历
		for (Integer i : ts) {
			System.out.println(i);
		}
	}
}

/*
 * 如果一个类的元素要想能够进行自然排序，就必须实现自然排序接口
 */
public class Student implements Comparable<Student> {
	private String name;
	private int age;

	public Student() {
		super();
	}

	public Student(String name, int age) {
		super();
		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 compareTo(Student s) {
		// return 0;
		// return 1;
		// return -1;

		// 这里返回什么，其实应该根据我的排序规则来做
		// 按照年龄排序,主要条件
		int num = this.age - s.age;
		// 次要条件
		// 年龄相同的时候，还得去看姓名是否也相同
		// 如果年龄和姓名都相同，才是同一个元素
		int num2 = num == 0 ? this.name.compareTo(s.name) : num;
		return num2;
	}
}

import java.util.TreeSet;

/*
 * TreeSet存储自定义对象并保证排序和唯一。
 * 
 * A:你没有告诉我们怎么排序
 * 		自然排序，按照年龄从小到大排序
 * B:元素什么情况算唯一你也没告诉我
 * 		成员变量值都相同即为同一个元素
 */
public class TreeSetDemo2 {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建集合对象
		TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>();

		// 创建元素
		Student s1 = new Student("linqingxia", 27);
		Student s2 = new Student("zhangguorong", 29);
		Student s3 = new Student("wanglihong", 23);
		Student s4 = new Student("linqingxia", 27);
		Student s5 = new Student("liushishi", 22);
		Student s6 = new Student("wuqilong", 40);
		Student s7 = new Student("fengqingy", 22);

		// 添加元素
		ts.add(s1);
		ts.add(s2);
		ts.add(s3);
		ts.add(s4);
		ts.add(s5);
		ts.add(s6);
		ts.add(s7);

		// 遍历
		for (Student s : ts) {
			System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
		}
	}
}

/*
 * 如果一个类的元素要想能够进行自然排序，就必须实现自然排序接口
 */
public class Student implements Comparable<Student> {
	private String name;
	private int age;

	public Student() {
		super();
	}

	public Student(String name, int age) {
		super();
		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 compareTo(Student s) {
		// 主要条件 姓名的长度
		int num = this.name.length() - s.name.length();
		// 姓名的长度相同，不代表姓名的内容相同
		int num2 = num == 0 ? this.name.compareTo(s.name) : num;
		// 姓名的长度和内容相同，不代表年龄相同，所以还得继续判断年龄
		int num3 = num2 == 0 ? this.age - s.age : num2;
		return num3;
	}
}

import java.util.TreeSet;

/*
 * 需求：请按照姓名的长度排序
 */
public class TreeSetDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建集合对象
		TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>();

		// 创建元素
		Student s1 = new Student("linqingxia", 27);
		Student s2 = new Student("zhangguorong", 29);
		Student s3 = new Student("wanglihong", 23);
		Student s4 = new Student("linqingxia", 27);
		Student s5 = new Student("liushishi", 22);
		Student s6 = new Student("wuqilong", 40);
		Student s7 = new Student("fengqingy", 22);
		Student s8 = new Student("linqingxia", 29);

		// 添加元素
		ts.add(s1);
		ts.add(s2);
		ts.add(s3);
		ts.add(s4);
		ts.add(s5);
		ts.add(s6);
		ts.add(s7);
		ts.add(s8);

		// 遍历
		for (Student s : ts) {
			System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
		}
	}
}

public class Student {
	private String name;
	private int age;

	public Student() {
		super();
	}

	public Student(String name, int age) {
		super();
		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;
	}
}

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

/*
 * 需求：请按照姓名的长度排序
 * 
 * TreeSet集合保证元素排序和唯一性的原理
 * 唯一性：是根据比较的返回是否是0来决定。
 * 排序：
 * 		A:自然排序(元素具备比较性)
 * 			让元素所属的类实现自然排序接口 Comparable
 * 		B:比较器排序(集合具备比较性)
 * 			让集合的构造方法接收一个比较器接口的子类对象 Comparator
 */
public class TreeSetDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建集合对象
		// TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(); //自然排序
		// public TreeSet(Comparator comparator) //比较器排序
		// TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new MyComparator());

		// 如果一个方法的参数是接口，那么真正要的是接口的实现类的对象
		// 而匿名内部类就可以实现这个东西
		TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() {
			@Override
			public int compare(Student s1, Student s2) {
				// 姓名长度
				int num = s1.getName().length() - s2.getName().length();
				// 姓名内容
				int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName())
						: num;
				// 年龄
				int num3 = num2 == 0 ? s1.getAge() - s2.getAge() : num2;
				return num3;
			}
		});

		// 创建元素
		Student s1 = new Student("linqingxia", 27);
		Student s2 = new Student("zhangguorong", 29);
		Student s3 = new Student("wanglihong", 23);
		Student s4 = new Student("linqingxia", 27);
		Student s5 = new Student("liushishi", 22);
		Student s6 = new Student("wuqilong", 40);
		Student s7 = new Student("fengqingy", 22);
		Student s8 = new Student("linqingxia", 29);

		// 添加元素
		ts.add(s1);
		ts.add(s2);
		ts.add(s3);
		ts.add(s4);
		ts.add(s5);
		ts.add(s6);
		ts.add(s7);
		ts.add(s8);

		// 遍历
		for (Student s : ts) {
			System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
		}
	}
}

import java.util.Comparator;

public class MyComparator implements Comparator<Student> {

	@Override
	public int compare(Student s1, Student s2) {
		// int num = this.name.length() - s.name.length();
		// this -- s1
		// s -- s2
		// 姓名长度
		int num = s1.getName().length() - s2.getName().length();
		// 姓名内容
		int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num;
		// 年龄
		int num3 = num2 == 0 ? s1.getAge() - s2.getAge() : num2;
		return num3;
	}

}

(4)案例：

A:获取无重复的随机数

import java.util.HashSet;
import java.util.Random;

/*
 * 编写一个程序，获取10个1至20的随机数，要求随机数不能重复。
 * 
 * 分析：
 * 		A:创建随机数对象
 * 		B:创建一个HashSet集合
 * 		C:判断集合的长度是不是小于10
 * 			是：就创建一个随机数添加
 * 			否：不搭理它
 * 		D:遍历HashSet集合
 */
public class HashSetDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建随机数对象
		Random r = new Random();

		// 创建一个Set集合
		HashSet<Integer> ts = new HashSet<Integer>();

		// 判断集合的长度是不是小于10
		while (ts.size() < 10) {
			int num = r.nextInt(20) + 1;
			ts.add(num);
		}

		// 遍历Set集合
		for (Integer i : ts) {
			System.out.println(i);
		}
	}
}

B:键盘录入学生按照总分从高到底输出

public class Student {
	// 姓名
	private String name;
	// 语文成绩
	private int chinese;
	// 数学成绩
	private int math;
	// 英语成绩
	private int english;

	public Student(String name, int chinese, int math, int english) {
		super();
		this.name = name;
		this.chinese = chinese;
		this.math = math;
		this.english = english;
	}

	public Student() {
		super();
	}

	public String getName() {
		return name;
	}

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

	public int getChinese() {
		return chinese;
	}

	public void setChinese(int chinese) {
		this.chinese = chinese;
	}

	public int getMath() {
		return math;
	}

	public void setMath(int math) {
		this.math = math;
	}

	public int getEnglish() {
		return english;
	}

	public void setEnglish(int english) {
		this.english = english;
	}

	public int getSum() {
		return this.chinese + this.math + this.english;
	}
}

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

/*
 * 键盘录入5个学生信息(姓名,语文成绩,数学成绩,英语成绩),按照总分从高到低输出到控制台
 * 
 * 分析：
 * 		A:定义学生类
 * 		B:创建一个TreeSet集合
 * 		C:总分从高到底如何实现呢?		
 * 		D:键盘录入5个学生信息
 * 		E:遍历TreeSet集合
 */
public class TreeSetDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建一个TreeSet集合
		TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() {
			@Override
			public int compare(Student s1, Student s2) {
				// 总分从高到低
				int num = s2.getSum() - s1.getSum();
				// 总分相同的不一定语文相同
				int num2 = num == 0 ? s1.getChinese() - s2.getChinese() : num;
				// 总分相同的不一定数序相同
				int num3 = num2 == 0 ? s1.getMath() - s2.getMath() : num2;
				// 总分相同的不一定英语相同
				int num4 = num3 == 0 ? s1.getEnglish() - s2.getEnglish() : num3;
				// 姓名还不一定相同呢
				int num5 = num4 == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName())
						: num4;
				return num5;
			}
		});

		System.out.println("学生信息录入开始");
		// 键盘录入5个学生信息
		for (int x = 1; x <= 5; x++) {
			Scanner sc = new Scanner(System.in);
			System.out.println("请输入第" + x + "个学生的姓名:");
			String name = sc.nextLine();
			System.out.println("请输入第" + x + "个学生的语文成绩:");
			String chineseString = sc.nextLine();
			System.out.println("请输入第" + x + "个学生的数学成绩:");
			String mathString = sc.nextLine();
			System.out.println("请输入第" + x + "个学生的英语成绩:");
			String englishString = sc.nextLine();

			// 把数据封装到学生对象中
			Student s = new Student();
			s.setName(name);
			s.setChinese(Integer.parseInt(chineseString));
			s.setMath(Integer.parseInt(mathString));
			s.setEnglish(Integer.parseInt(englishString));

			// 把学生对象添加到集合
			ts.add(s);
		}
		System.out.println("学生信息录入完毕");

		System.out.println("学习信息从高到低排序如下：");
		System.out.println("姓名\t语文成绩\t数学成绩\t英语成绩");
		// 遍历集合
		for (Student s : ts) {
			System.out.println(s.getName() + "\t" + s.getChinese() + "\t"
					+ s.getMath() + "\t" + s.getEnglish());
		}
	}
}

Collection集合总结

Collection
|--List 有序,可重复
|--ArrayList
底层数据结构是数组，查询快，增删慢。
线程不安全，效率高
|--Vector
底层数据结构是数组，查询快，增删慢。
线程安全，效率低
|--LinkedList
底层数据结构是链表，查询慢，增删快。
线程不安全，效率高
|--Set 无序,唯一
|--HashSet
底层数据结构是哈希表。
如何保证元素唯一性的呢?
依赖两个方法：hashCode()和equals()
开发中自动生成这两个方法即可
|--LinkedHashSet
底层数据结构是链表和哈希表
由链表保证元素有序
由哈希表保证元素唯一
|--TreeSet
底层数据结构是红黑树。
如何保证元素排序的呢?
自然排序
比较器排序
如何保证元素唯一性的呢?
根据比较的返回值是否是0来决定

针对Collection集合我们到底使用谁呢?

唯一吗?
是：Set
排序吗?
是：TreeSet
否：HashSet
如果你知道是Set，但是不知道是哪个Set，就用HashSet。

否：List
要安全吗?
是：Vector
否：ArrayList或者LinkedList
查询多：ArrayList
增删多：LinkedList
如果你知道是List，但是不知道是哪个List，就用ArrayList。

如果你知道是Collection集合，但是不知道使用谁，就用ArrayList。

如果你知道用集合，就用ArrayList。

在集合中常见的数据结构

ArrayXxx:底层数据结构是数组，查询快，增删慢
LinkedXxx:底层数据结构是链表，查询慢，增删快
HashXxx:底层数据结构是哈希表。依赖两个方法：hashCode()和equals()
TreeXxx:底层数据结构是二叉树。两种方式排序：自然排序和比较器排序