Java | Set接口

主要内容

  1. Set接口实现类
  2. Set的无序性与不可重复性
  3. hashCode()和equals()的重写
  4. HashSet的使用
  5. LinkedHashSet的使用
  6. TreeSet的自然排序和定制排序

Set接口

User.java

package Collection;

import java.util.Objects;

/**
 * ClassName: User
 * Date:      2020/3/4 13:01
 * author:    Oh_MyBug
 * version:   V1.0
 */
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 +
                '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        User user = (User) o;
        return age == user.age &&
                Objects.equals(name, user.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }

    // 按照姓名从小到大排列
    @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);
            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");
        }
    }
}

SetTest.java

package Collection;

import org.junit.Test;

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

/**
 * ClassName: Collection.SetTest
 * Date:      2020/3/4 12:40
 * author:    Oh_MyBug
 * version:   V1.0
 *
 * 1. Set接口的框架
 *     |----Collection接口:单列集合,用来存储一个一个的对象 *
 *         |----Set接口:存储无序的、不可重复的数据。  --> 高中讲的“集合”
 *              |----HashSet:作为Set接口的主要实现类:线程不安全的;可以存储null值
 *                  |----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
 *              |----TreeSet:可以按照添加对象的指定属性,进行排序
 *
 * 说明:
 *   1. Set接口中没有额外定义新的方法,使用的都是Collection中声明过的方法
 *   2. 要求:向Set中添加的数据,其所在类一定要重写hashCode()和equals()
 *      要求:重写的hashCode()和equals()尽可能保持一致性:相等的对象必须具有相等的散列码
 *        重写两个方法的小技巧:对象中用equals()方法比较的Field,都应该用来计算hashCode值
 */
public class SetTest {
    /*
    一、Set:存储无序的、不可重复的数据
        以HashSet为例说明:
        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

    二、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a所在类的hasCode()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:
            如果此位置没有元素,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,表明元素a添加失败
                    equals()返回false,则元素a添加成功  --->情况3

        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

        HashSet底层:数组+链表结构

     */
    @Test
    public void test1(){
        Set set = new HashSet();
        set.add(456);
        set.add(123);
        set.add("AA");
        set.add("CC");
        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(129);

        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
        /*
        输出:
            AA
            CC
            129
            456
            123
            User{name='Tom', age=12}
         */
    }

    // LinkedHashSet的使用
    // LInkedHashSet作为HashSet子类,在添加数据的同时,每个数据还维护了两个引用,记录此数据前一个数据和后一个数据
    // 优点:对于频繁的遍历操作,LinkedHashSet效率高于HashSet
    @Test
    public void test2(){
        Set set = new LinkedHashSet();
        set.add(456);
        set.add(123);
        set.add("AA");
        set.add("CC");
        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(129);

        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
        /*
        输出:
            456
            123
            AA
            CC
            User{name='Tom', age=12}
            129
         */
    }

}

TreeSetTest.java

package Collection;

import org.junit.Test;

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

/**
 * ClassName: TreeSetTest
 * Date:      2020/3/4 14:06
 * author:    Oh_MyBug
 * version:   V1.0
 */
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 和 定制排序

    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注为: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(11);

        //举例二:
        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(new User("Jerry",32));
        set.add(new User("Jim",4));
        set.add(new User("Mike",34));
        set.add(new User("Jack",23));
        set.add(new User("Jack",27));

        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
        /*
        输出:
            User{name='Tom', age=12}
            User{name='Mike', age=34}
            User{name='Jim', age=4}
            User{name='Jerry', age=32}
            User{name='Jack', age=23}
            User{name='Jack', age=27}
         */
    }

    @Test
    public void test2(){
        Comparator com = new Comparator() {
            // 按照年龄从小到大排序
            @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",4));
        set.add(new User("Mike",34));
        set.add(new User("Jack",23));
        set.add(new User("Mary",23));
        set.add(new User("Jack",27));

        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
        /*
        输出:
            User{name='Jim', age=4}
            User{name='Tom', age=12}
            User{name='Jack', age=23}
            User{name='Jack', age=27}
            User{name='Jerry', age=32}
            User{name='Mike', age=34}
         */
    }
}
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