【Java基础】Set集合系列

本篇目录

1- Set集合的特点 2- Set集合常用方法 3- HashSet 4- TreeSet 5- LinkedHashSet

Set 继承关系图

1 Set集合的特点

继承关系：从Set集合的继承图可以看到，它与List集合一样继承了Collection接口，说明Set集合也是一个单列集合。

与List区别：List的实现类都是有序的，而Set集合不一定有序。

存储元素特点：存储的元素不可重复，并且一般是允许存储NULL值的，除了TreeSet。

2 Set集合常用方法

向集合中添加一个元素，成功添加返回true，失败则返回false

set.add("测试数据")

从集合中删除一个元素，成功删除返回true，失败则返回false

set.remove("测试数据")

判断元素是否在Set集合中，存在返回true，不存在返回false

set.contains("测试数据")

返回Set集合存储元素的数量，返回一个数字，这个数字就是Set集合当前的大小

set.size()

以上就是Set集合的最基本的一些用法，如果有兴趣可以继续学习一下它的其他方法，如Set集合转数组、获取stream流等方法。

3 HashSet

HashSet是Set集合系列中最常用的，它的特点如下：无序、元素不可重复、可存储NULL值、非线程安全。

从HashSet的继承结构图中可以看到，Serializable和Cloneable接口依旧是标识性接口，分别标识可序列化和可克隆。继承的`AbstractSet`抽象类则是将Set集合的一些共性方法抽取，以避免重复代码。

HashSet底层数据结构

从HashSet的add方法源码中可以看到如下代码

// HashSet集合的add方法
public boolean add(E e) {
    return map.put(e, PRESENT)==null;
}

在HashSet的构造方法中可以看到，这里的map其实就是HashMap，HashSet的add方法其实就是借助的HashMap的put方法来添加元素的，如果添加的元素不存在，则返回的是null，则add方法返回true，表示添加元素成功。

// HashSet集合的构造方法
public HashSet() {
    map = new HashMap<>();
}

如果还需要继续往下探究，就要再探究HashMap的底层了，有兴趣的可以查看这篇内容：HashMap深度解析

4 TreeMap

TreeSet集合特点如下：无序但会处于排序状态、不允许添加NULL值、元素不可重复。

由TreeSet继承图可以看到，它还额外实现了NavigableSet接口，而NavigableSet接口又实现了SortedSet接口，所以这会使TreeMap集合元素处于排序的状态。

处于排序状态什么意思？如下代码中我依次向集合中添加的5、3、4、100、60五个数，最后遍历输出结果顺序为3、4、5、60、100。这也就证明了，TreeSet元素是会处于排序的状态。

测试用例：

Set<Integer> set = new TreeSet<>(); // 创建TreeSet对象
set.add(5); // 添加元素
set.add(3);
set.add(4);
set.add(100);
set.add(60);
// 遍历TreeSet元素并打印到控制台
for (Integer i : set) {
    System.out.println(i);
}

TreeSet底层数据结构

由于TreeSet底层实现是红黑树，所以默认整型排序为从小到大，这也就解释了为什么TreeSet元素会处于排序状态。红黑树的底层数据结构这使得TreeSet对元素的查找非常快捷。

TreeSet特有方法

返回集合的第一个元素，实现至SortedSet接口

set.first()

返回集合的最后一个元素，实现至SortedSet接口

set.last()

返回指定元素的前一个元素，实现至NavigableSet接口

set.lower("测试元素")

返回指定元素的后一个元素，实现至NavigableSet接口

set.higher("测试元素")

如上四个方法就是TreeSet集合常用的特有方法，这些方法HashSet是没有的。

5 LinkedHashSet

LinkedHashSet继承至HashSet，所以操作与HashSet基本无异，唯一的区别在于LinkedHashSet是有序的，原因是LinkedHashSet存储元素调用的是LinkedHashMap，使用了双向链表来维护元素先后次序。