Java集合：Set集合

一、Set接口的特点

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。

Set集合由Set接口和Set接口的实现类组成，Set接口继承了Collection接口，因此包含了Collection接口的所有方法。其主要实现类有HashSet和TreeSet，在HashSet的基础上又延伸出了LinkedHashSet。

HashSet和TreeSet的不同就在于如何判断两个数是否相同的方法上。

1.HashSet判断两个对象是否相同的方法时继承自Object类的equals方法

（public boolean equals(Object o)方法只可以比较是否相等，相等返回true，反之返回false）。

2.TreeSet判断两个对象是否相同的方法则是Comparable接口中的compareTo()方法

（public void int compareTo(Object o)方法不仅可以比较是否相等，还可以比较大小，如果相等返回0，调用者大于参数则返回正数，否则返回负数）

所以可以得到添加到TreeSet中的对象必须实现Comparable接口。同时如果使用HashSet则最好重写equals()方法。

二、HashSet

HashSet实现了Set接口，基于HashMap进行存储。遍历时不保证顺序，并不保证下次遍历的顺序和之前一样。HashSet中允许null值。

进入到HashSet源码中我们发现，所有数据存储在

private transient HashMap<E, Object> map;
private static final Object PRESENT = new Object();

意思就是HashSet的集合其实就是HashMap的key的集合，然后HashMap的val默认都是PRESENT。HashMap的定义即是key不重复的集合。使用HashMap实现，这样HashSet就不需要再实现一遍。

所以所有的add，remove等操作其实都是HashMap的add、remove操作。遍历操作其实就是HashMap的keySet的遍历。

1.HashSet底层实际上是一个HashMap，HashMap底层采用了哈希表数据结构。

2.哈希表又叫散列表，哈希表底层是一个数组，这个数组中每一个元素是一个单向链表，每个单向链表都有一个独一无二的hash值，代表数组的下表。在某个单向链表中的每个节点上的hash值是相同的。hash值实际上是key调用hashCode方法，再通过“hash function”转换成的值。

3.如何向哈希表中添加元素？

先调用存储的key的hashCode方法，经过 某个算法得到hash值，如果这个哈希表中不存在这个hash值，则直接加入元素。如果该hash值已经存在，继续调用key之间的equals方法，如果equals方法返回false，则将该元素添加。如果equals方法返回true，则放弃添加该元素 ，即元素重复。HashMap和HashSet的初始化容量是16，默认加载因子是0.75。

另外，HashSet完全继承了Set或者Collection里的方法实现add、addAll、clear、isEmpty、size、contains、iterator、remove等

三、TreeSet

TreeSet类型是J2SE中唯一可实现自动排序的类型

​ 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。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。

​ TreeSet判断两个对象不相等的方式是两个对象通过equals方法返回false，或者通过CompareTo方法比较没有返回0

TreeSet集合：可以对Set集合中的元素进行排序。是不同步的。

但是TreeSet集合的存储是有序的，即：存储到集合中的元素是按自然顺序存储的。

判断元素唯一性的方式：

根据比较方法的返回值来判断。是0（零）就存入集合，不是0就不存。因为Set集合是不能有重复的元素，无序。

TreeSet要注意的事项：

1.往TreeSet里面添加元素时候，如果元素本具备自然顺序特性，那么就按照元素的自然顺序排序存储.

2.往TreSet里面添加元素时候，如果元素不具备自然顺序特性，那么该元素就必须要实现Comparable接口，把元素的比较规则定义在compareTo(T o)方法中

3.如果比较元素的时候，compareTo返回的是0，那么该元素被视为重复元素，不允许添加 (注意：TreeSet与HashCode，equals没有任何关系)

4.往TreeSet里面添加元素时候，如果元素本身不具备自然自然顺序特性，而且元素所属类也没有实现Comparable接口，那么我们必须要在创建TreeSet的时候传入一个比较器.

自定义比较器

自定一个比较器只需要实现接口 Comparator即可，把元素与元素之间的比较规则定义在compare方法内即可

自定义比较器的格式：

class 类名 implements Comparator<T>{
    
}

（一）、自然排序

实现Comparable接口比较元素

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

（二）定制排序

自定义比较器比较元素

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(To1,To2)**方法

（三）TreeSet总结：

1.特点

TreeSet是用来排序的，可以指定一个顺序，对象存入之后会按照指定的顺序排列

2.使用方式

（1）自然顺序（Comparable）

TreeSet类的add()方法会把存入的对象提升为Comparable类型

调用对象的comparaTo()方法和集合中的对象比较

根据comparaTo()方法返回的结果进行存储

（2）比较器顺序

创建TreeSet的时候可以指定一个Comparator

如果传入了Comparator的子类对象，那么TreeSet就会按照比较器的顺序排序。

add()方法内部会自动调用Comparator接口中的compare()方法排序

调用的对象是compare方法的第一个参数,集合中的对象是compare方法的第二个参数

（3）两种方式的区别

TreeSet构造函数什么都不传，默认按照类中Comparable的顺序（没有就报错ClassCastException）

TreeSet如果传入Comparator，就有先按照Comparator

四、LinkedHashSet

（一）、LinkedHashSet概述

LinkedHashSet集合也是根据元素hashCode值来决定元素存储位置，但它同时使用链表维护元素的次序，这样使得元素看起来是以插入的顺序保存的。也就是说，当遍历LinkedHashSet集合里元素时，HashSet将会按元素的添加顺序来访问集合里的元素。

LinkedHashSet需要维护元素的插入顺序，因此性能略低于HashSet的性能，但在迭代访问Set里的全部元素时将有很好的性能，因为它以链表来维护内部顺序。

（二）LinkedHashSet结论

输出LinkedHashSet集合中的元素时，元素的顺序总是和添加顺序一致。