集合（二）：Set : HashSet; LinkedHashSet; TreeSet

其他 2020-01-28 12:55:24 阅读次数: 0

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集合（二）

Set

    概述及特点：元素唯一，即一个不包含重复元素的 collection。更确切地讲，
set 不包含满足 e1.equals(e2) 的元素对 e1 和 e2，并且最多包含一个 null 元素。

一、HashSet

1、概述及特点

    概述及特点：HashSet 底层数据结构是哈希表，线程不安全，效率高，元素无序（存取顺序
不一致），且唯一（元素不可重复），可以是 null。
    哈希表：JDK1.7之前是数组+链表，JDK1.8之后为数组+链表+二叉树

2、HashSet元素唯一性解析及代码优化

在这里插入图片描述

代码优化

import java.util.HashSet;
import java.util.Objects;

public class Blog1 {
    public static void main(String[] args) {
        //HashSet 之所以能够保证元素的唯一性，是靠元素重写 equals()和hashCode()方法来保证的，如果元素不重写该方法，则不能保证元素的唯一性
        //合理重写hashCode()方法，可以减少调用equals()的次数，也称之为减少碰撞
        //原因：只有当两个对象hashCode()的返回值相同时，才会去调用equals()方法，比较成员变量的内容
        HashSet<Student> hashSet = new HashSet<>();
        hashSet.add(new Student("张三",23));
        hashSet.add(new Student("李四",27));
        hashSet.add(new Student("王五",26));
        hashSet.add(new Student("张三",23));
        hashSet.add(new Student("李四",27));
        hashSet.add(new Student("王五",26));
        hashSet.add(new Student("赵六",25));
        hashSet.add(new Student("张三",24));
        hashSet.add(new Student("曾七",23));
        System.out.println(hashSet);
    }
}
class Student{
    String name;
    int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

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

    static int count=1;//统计变量
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        System.out.println("equals()方法执行了"+(count++)+"次");
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age &&
                Objects.equals(name, student.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}	
运行结果：
equals()方法执行了1次
equals()方法执行了2次
equals()方法执行了3次
[Student{name='张三', age=23}, Student{name='李四', age=27}, Student{name='王五', age=26}, Student{name='赵六', age=25}, Student{name='张三', age=24}, Student{name='曾七', age=23}]

Process finished with exit code 0

二、LinkedHashSet

    概述及特点：LinkedHashSet 底层数据结构是链表和哈希表，元素有序且唯一，
链表保证了有序，哈希表保证了唯一，线程不安全，效率高

三、TreeSet

1、概述及特点

    概述及特点：TreeSet 底层数据结构是二叉树，元素唯一，且可以对元素进行排序，
              排序：自然排序，比较器排序

二叉树存储数据保证元素唯一性且排序原理图解

在这里插入图片描述

2、自然排序

    自然排序：如果TreeSet()采用的是空参构造，那么采用的就是自然排序，自然排序要求元素必须
实现一个Comparable接口，并实现这个接口中的一个compareTo比较方法，根据此方法的返回值的
正（右边） 、负（左边）  0（两元素相同，不再向集合添加） 来决定元素排列的位置。

演示

import java.util.TreeSet;

public class Blog2 {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Student> treeSet = new TreeSet<>();
        treeSet.add(new Student("张三",23));
        treeSet.add(new Student("李四",27));
        treeSet.add(new Student("王五",26));
        treeSet.add(new Student("张三",23));
        treeSet.add(new Student("李四",27));
        treeSet.add(new Student("王五",26));
        treeSet.add(new Student("赵六",25));
        treeSet.add(new Student("张三",24));
        treeSet.add(new Student("曾七",23));
        //按照年龄从小到大排序
        System.out.println(treeSet);
    }
}
class Student implements Comparable<Student> {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

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

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

    //重写比较方法
    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        //先比较年龄大小，如果年龄大小一样，再去比较名字，如果不比较名字，年龄相同的人就存不到集合中去了
        int num=this.age-o.age;
        int num1=num==0?this.name.compareTo(o.name):num;
        return num1;
    }
}
运行结果：
[Student{name='张三', age=23}, Student{name='曾七', age=23}, Student{name='张三', age=24}, Student{name='赵六', age=25}, Student{name='王五', age=26}, Student{name='李四', age=27}]

Process finished with exit code 0

3、比较器排序

比较器排序：采用有参构造，在创建TreeSet对象时，需要传入一个Comparetor 比较器
        //TreeSet(Comparator < ? super E > comparator)
Comparator<T> 比较器:
        int compare (T o1, T o2);//比较用来排序的两个参数。

演示

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

public class Blog3 {
    public static void main(String[] args) {
        //传入比较器方式：1、可以自己创建一个Comparator<T>接口的子类，并实现 compare方法，传入该接口的子类对象
        //              2、使用匿名内部类，传入比较器，并实现compare方法
        TreeSet<Student> treeSet = new TreeSet<>(new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                int num=o1.getAge()-o2.getAge();
                int num1=num==0?o1.getName().compareTo(o2.getName()):num;
                return num1;
            }
        });
        treeSet.add(new Student("张三",23));
        treeSet.add(new Student("李四",27));
        treeSet.add(new Student("王五",26));
        treeSet.add(new Student("张三",23));
        treeSet.add(new Student("李四",27));
        treeSet.add(new Student("王五",26));
        treeSet.add(new Student("赵六",25));
        treeSet.add(new Student("张三",24));
        treeSet.add(new Student("曾七",23));
        //按照年龄从小到大排序
        System.out.println(treeSet);
    }
}
class Student{
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
运行结果：
[Student{name='张三', age=23}, Student{name='曾七', age=23}, Student{name='张三', age=24}, Student{name='赵六', age=25}, Student{name='王五', age=26}, Student{name='李四', age=27}]

Process finished with exit code 0

4、例题

//需求：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,且要对其进行排序
/*-----示例-----*/
import java.util.Random;
import java.util.TreeSet;

public class Blog4 {
    public static void main(String[] args) {
        int number=10;
        Random random = new Random();
        TreeSet<Integer> treeSet = new TreeSet<>();
        //Integer类已经实现Comparable接口，默认从小到大排序
        for (int i = 0; i < number; i++) {
            boolean flag=treeSet.add(random.nextInt(20)+1);//生成随机数尝试添加到集合,并获取是否添加成功的结果
            if(!flag){
                i--;//如果未添加成功，让i-1，多生成一个随机数添加尝试添加到集合
            }
        }
        System.out.println(treeSet);
    }
}
运行结果：
[1, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 14, 15, 17]

Process finished with exit code 0

四、Collections工具类

A:Collections类概述:	针对集合操作的工具类
B:Collections常用成员方法
	public static <T> void sort(List<T> list):					排序,默认按照自然顺序
	public static <T> int binarySearch(List<?> list,T key):		二分查找
	public static <T> T max(Collection<?> coll):				获取最大值
	public static void reverse(List<?> list):					反转集合元素
	public static void shuffle(List<?> list):					随机打乱元素
y_Engineer
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