HashSet，TreeSet 和 LinkedHashSet比较

一、Set回顾

一个不包括重复元素（包括可变对象）的Collection，是一种无序的集合。Set不包含满 a.equals(b) 的元素对a和b，并且最多有一个null。

泥瓦匠的记忆宫殿：

1、不允许包含相同元素

2、判断对象是否相同，根据equals方法

二、HashSet

一个按着Hash算法来存储集合中的元素，其元素值可以是NULL。它不能保证元素的排列顺序。同样，HashSet是不同步的，如果需要多线程访问它的话，可以用 Collections.synchronizedSet 方法来包装它：

1	Set s = Collections.synchronizedSet( new HashSet(...));

同上一节一样，用迭代器的时候，也要注意 并发修改异常 ConcurrentModificationException。

要注意的地方是，HashSet集合判断两个元素相等不单单是equals方法，并且必须hashCode()方法返回值也要相等。看下面的例子：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47

import java.util.HashSet; class EuqalsObj { public boolean equals(Object obj) { return true ; } } class HashCodeObj { public int hashCode() { return 1 ; } } class HashSetObj { public int hashCode() { return 2 ; } public boolean equals(Object obj) { return true ; } } public class HashSetTest { public static void main(String[] args) { HashSet objs = new HashSet(); objs.add( new EuqalsObj()); objs.add( new EuqalsObj()); objs.add( new HashCodeObj()); objs.add( new HashCodeObj()); objs.add( new HashSetObj()); objs.add( new HashSetObj()); System.out.println( "HashSet Elements:" ); System.out.print( "\t" + objs + "\n" ); } }

Run 一下，控制台如下输出：

1 2	HashSet Elements: [HashCodeObj@ 1 , HashCodeObj@ 1 , HashSetObj@ 2 , EuqalsObj@1471cb25, EuqalsObj@3acff49f]

泥瓦匠根据结果，一一到来。首先，排列顺序不定。

HashSetObj 类满足我们刚刚的要求，所以集合中只有一个且它的HashCode值为2。

HashCodeObj 类虽然它们HashCode值为1，但是他们不相等。（其实当HashCode值一样，这个存储位置会采用链式结构保存两个HashCodeObj对象。）

同样,EqualsObj 类他们相等，但是他们HashCode值不等，分别为1471cb25、3acff49f。

因此，用HashSet添加可变对象，要注意当对象有可能修改后和其他对象矛盾，这样我们无法从HashSet找到准确我们需要的对象。

三、LinkedHashList

HashSet的子类，也同样有HashCode值来决定元素位置。但是它使用链表维护元素的次序。记住两个字：有序。

有序的妙用，复制。比如泥瓦匠实现一个HashSet无序添加，然后复制一个一样次序的HashSet来。代码如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

package com.sedion.bysocket.collection; import java.util.HashSet; import java.util.LinkedHashSet; import java.util.Set; public class LinkedHashListTest { public static void main(String[] args) { /* 复制HashSet */ Set h1 = new HashSet<String>(); h1.add( "List" ); h1.add( "Queue" ); h1.add( "Set" ); h1.add( "Map" ); System.out.println( "HashSet Elements:" ); System.out.print( "\t" + h1 + "\n" ); Set h2 = copy(h1); System.out.println( "HashSet Elements After Copy:" ); System.out.print( "\t" + h2 + "\n" ); } @SuppressWarnings ({ "rawtypes" , "unchecked" }) public static Set copy(Set set) { Set setCopy = new LinkedHashSet(set); return setCopy; } }

Run 一下，控制台输出：

1 2 3 4

HashSet Elements: [Map, Queue, Set, List] HashSet Elements After Copy: [Map, Queue, Set, List]

可见，每个数据结构都有它存在的理由。

四、TreeSet

TreeSet使用树结构实现（红黑树），集合中的元素进行排序，但是添加、删除和包含的算法复杂度为O（log（n））。

举个例子吧，首先我们定义一个Bird类。（鸟是泥瓦匠最喜欢的动物）

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

class Bird { int size; public Bird( int s) { size = s; } public String toString() { return size + "" ; } }

然后用TreeSet添加Bird类。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

public class TreeSetTest { public static void main(String[] args) { TreeSet<Bird> bSet = new TreeSet<Bird>(); bSet.add( new Bird( 1 )); bSet.add( new Bird( 3 )); bSet.add( new Bird( 2 )); Iterator<Bird> iter = bSet.iterator(); while (iter.hasNext()) { Bird bird = (Bird) iter.next(); System.out.println(bird); } } }

Run一下,控制台输出如下：

1 2 3 4 5

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: Bird cannot be cast to java.lang.Comparable at java.util.TreeMap.compare(Unknown Source) at java.util.TreeMap.put(Unknown Source) at java.util.TreeSet.add(Unknown Source) at com.sedion.bysocket.collection.TreeSetTest.main(TreeSetTest.java: 29 )

答案很明显，TreeSet是排序的。所以Bird需要实现Comparable此接口。

java.lang.Comparable此接口强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。这种排序被称为类的自然排序，类的compareTo方法被称为它的自然比较方法。

修改Bird如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

class Bird implements Comparable<Bird> { int size; public Bird( int s) { size = s; } public String toString() { return size + "号鸟" ; } @Override public int compareTo(Bird o) { return size - o.size; } }

再次Run一下：

1 2 3

1 号鸟 2 号鸟 3 号鸟

五、性能测试比较

针对上面三种Set集合，我们对它们的Add方法进行性能测试：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

import java.util.HashSet; import java.util.LinkedHashSet; import java.util.Random; import java.util.TreeSet; class Bird implements Comparable<Bird> { int size; public Bird( int s) { size = s; } public String toString() { return size + "号鸟" ; } @Override public int compareTo(Bird o) { return size - o.size; } } public class Set { public static void main(String[] args) { Random r = new Random(); HashSet<Bird> hashSet = new HashSet<Bird>(); TreeSet<Bird> treeSet = new TreeSet<Bird>(); LinkedHashSet<Bird> linkedSet = new LinkedHashSet<Bird>(); // start time long startTime = System.nanoTime(); for ( int i = 0 ; i < 1000 ; i++) { int x = r.nextInt( 1000 - 10 ) + 10 ; hashSet.add( new Bird(x)); } // end time long endTime = System.nanoTime(); long duration = endTime - startTime; System.out.println( "HashSet: " + duration); // start time startTime = System.nanoTime(); for ( int i = 0 ; i < 1000 ; i++) { int x = r.nextInt( 1000 - 10 ) + 10 ; treeSet.add( new Bird(x)); } // end time endTime = System.nanoTime(); duration = endTime - startTime; System.out.println( "TreeSet: " + duration); // start time startTime = System.nanoTime(); for ( int i = 0 ; i < 1000 ; i++) { int x = r.nextInt( 1000 - 10 ) + 10 ; linkedSet.add( new Bird(x)); } // end time endTime = System.nanoTime(); duration = endTime - startTime; System.out.println( "LinkedHashSet: " + duration); } }

Run一下，可以在控制台中看出：

1 2 3

HashSet: 2610998 TreeSet: 3195378 LinkedHashSet: 2673782

可见，TreeSet因为需要进行比较，所以性能比较差。

六、总结

HashSet：equlas hashcode

LinkedHashSet：链式结构

TreeSet：比较，Comparable接口，性能较差