3.Java集合总结系列:Set接口及其实现

一、Set接口

Set 接口与 List 接口相比没有那么多操作方法,比如:

1、List 接口能直接设置或获取某个元素的值,而Set接口不能。

2、List 接口能直接在指定位置删除、增加元素,而Set接口不能。

3、List 接口有 listIterator 方法,可以获得 ListIterator 对象,而 Set 接口不能。Set 只能通过 iterator 迭代的方式获取元素。

对比一下Set接口和Collection接口就知道,其实Set接口仅仅对Collection所有方法进行继承而已,而自己没有扩展任何方法,Set接口与Collection接口一样,都是15个方法。

Set不允许包含相同的元素,如果试图把两个相同元素加入同一个集合中,add方法返回false。这里说的相同元素指的是用 equals() 方法比价后返回 true,当然了如果用 == 也返回true,那肯定也是相同的。

二、HashSet实现类

HashSet 实现类与 Set 接口在方法上的唯一区别就是 HashSet 多了一个clone()方法。

hashSet 有以下特点:

· 不能保证元素的排列顺序,顺序有可能发生变化

· 不是同步的

· 集合元素可以是 null,但只能放入一个 null

一般操作 HashSet 还是调用 Collection 的 add / remove 等方法进行操作

package com.chanshuyi.collection.set;

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

public class HashSetTest {

    public static void main(String[] args) {
        //增加
        Set<String> hashSet = new HashSet<String>();
        hashSet.add("1");
        hashSet.add("2");
        hashSet.add("3");
        hashSet.add("4");
        hashSet.add("5");
        
        //删除
        hashSet.remove("1");
        
        //查询  无法获取某个元素
        System.out.println("是否包含1元素:" + hashSet.contains("2"));
        
        //迭代
        Iterator<String> it = hashSet.iterator();
        while(it.hasNext()){
            System.out.print(it.next() + " ");
        }        
    }
}

当向 HashSet 结合中存入一个元素时,HashSet 会调用该对象的 hashCode() 方法来得到该对象的hashCode值,然后根据 hashCode值来决定该对象在 HashSet 中存储位置。根据这种方式可以看出,HashSet 的数据存取其实是通过哈希算法实现的,因为通过哈希算法可以极大的提高数据的读取速度。通过阅读 JDK 源码,我们知道 HashSet 是通过 HashMap 实现的,只不过是HashSet 的 value 上的值都是 null 而已。

简单的说,HashSet 集合判断两个元素相等的标准是两个对象通过 equals() 方法比较相等,并且两个对象的hashCode() 方法返回值相等。

注意,如果要把一个对象放入 HashSet 中,重写该对象对应类的 equals() 方法,也应该重写其 hashCode() 方法。其规则是如果两个对 象通过equals方法比较返回true时,其hashCode也应该相同。另外,对象中用作equals比较标准的属性,都应该用来计算hashCode的值。

三、LinkedHashSet实现类

LinkedHashSet类继承了HashSet类,实现了Set接口。其操作方法也是跟HashSet一样,全部来自于Set接口,一共有15个方法。

LinkedHashSet 集合同样是根据元素的 hashCode 值来决定元素的存储位置,但是它同时使用链表维护元素的次序。

这样使得元素看起来像是以插入顺序保存的,也就是说,当遍历该集合时候,LinkedHashSet将会以元素的添加顺序访问集合的元素。

LinkedHashSet 在迭代访问 Set 中的全部元素时,性能比 HashSet 好,但是插入时性能稍微逊色于HashSet(因为 HashSet 直接采用哈希算法,而 LinkedHashSet 还需要维护链表结构)。

package com.chanshuyi.collection.set;

import java.util.LinkedHashSet;

public class LinkedHashSetTest {

    public static void main(String[] args) {
        //增加
        LinkedHashSet<String> linkedSet = new LinkedHashSet<String>();
        linkedSet.add("1");
        linkedSet.add("2");
        linkedSet.add("3");
        linkedSet.add("4");
        
        //删除 
        linkedSet.remove("2");
        
        //查询    无法获取某个确定元素,没有get()方法
        System.out.println("是否包含元素4:" + linkedSet.contains("4"));
        
        for(String num : linkedSet){
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
}

四、TreeSet实现类

TreeSet 是 SortedSet 接口的唯一实现类,TreeSet 可以确保集合元素处于排序状态,这也是 TreeSet最大的特征之一。

TreeSet支持两种排序方式,自然排序和定制排序,其中自然排序为默认的排序方式。向TreeSet中加入的应该是同一个类的对象。插入 TreeSet 中的对象使用一个外部比较器或者对象实现排序接口。

1、JavaBean中实现Comparable接口的compareTo()方法

自然排序使用要排序元素的 CompareTo(Object obj)方法来比较元素之间大小关系,然后将元素按照升序排列。

Java提供了一个 Comparable 接口,该接口里定义了一个 compareTo(Object obj) 方法,该方法返回一个整数值,实现了该接口的对象就可以比较大小。

obj1.compareTo(obj2) 方法如果返回 0,则说明被比较的两个对象相等,如果返回一个正数,则表明obj1大于obj2,如果是 负数,则表明obj1小于obj2。

如果我们将两个对象的equals方法总是返回true,则这两个对象的 compareTo 方法返回应该返回0

package com.chanshuyi.collection.set;

import java.util.TreeSet;

/**
 * 构造JavaBean并实现Comparable接口的compareTo方法
 * @author Administrator
 */
public class TreeSetTest2 {

    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Student> treeSet = new TreeSet<Student>();
        treeSet.add(new Student("Tpple", 12));
        treeSet.add(new Student("Tpple", 10));
        
        for(Student s : treeSet){
            System.out.println(s);
        }
    }
}

class Student implements Comparable<Student>{
    private String name;
    
    private int age;
    
    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) {
        if(this.age > s.getAge()){
            return 1;    //按照自然排序
        }else if(this.age == s.getAge()){
            return 0;
        }else{
            return -1;
        }        
    }
    
    public String toString(){
        return "[" + this.name + "," + this.age + "]";
    }
}

2、构建自定义比较器(实现Comparator接口)

自然排序是根据集合元素的大小,以升序排列,如果要定制排序,应该使用Comparator接口,实现 int compare(T o1,T o2)方法

package com.chanshuyi.collection.set;

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

public class TreeSetTest3 {

    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Student> treeSet = new TreeSet<Student>(new MyComparator());
        treeSet.add(new Student("Tpple", 12));
        treeSet.add(new Student("Tpple", 10));
        
        for(Student s : treeSet){
            System.out.println(s);
        }
    }
}

class MyComparator implements Comparator<Student>{

    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        if(o1.getAge() > o2.getAge()){
            return 1;     
        }else if(o1.getAge() == o2.getAge()){
            return 0;
        }else{
            return -1;
        }    
    }
}

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