黑马程序员_日记43_初学TreeSet

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TreeSet

通过学习HashSet,我们发现HashSet元素迭代顺序和元素存入顺序是不一致的,
而且通过查阅API发现:
“它不保证 set 的迭代顺序;特别是它不保证该顺序恒久不变。”
这就是说在大量迭代取出测试后,迭代顺序还有可能发生变化!!!

那么Set是否就一定是无序的呢??
答案是否定的!
TreeSet就弥补了HashSet无序的缺点!
查阅API:
“使用元素的自然顺序对元素进行排序,或者根据创建 set 时提供的 Comparator 进行排序,具体取决于使用的构造方法。”

我们发现TreeSet是可以对Set集合中元素进行自然排序的。
那么什么叫做自然排序呢??
查阅Comparable接口API:
“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。”

既然TreeSet会自然排序,那么我们先演示一下吧!
需求:
往TreeSet集合中存储自定义对象学生。
想按照学生的年龄进行排序。

思路:
1 把数据存入学生对象–>抽象出Student类
2 创建TreeSeet集,同时把Student对象存入
3 打印,观察,分析

import java.util.*;

//学生类
class Student
{
    private String name;//学生姓名
    private int age;//学生年龄

    //构造函数传递参数
    Student(String name,int age)
    {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public void setName(String name)
    {
        this.name = name;
    }

    public String getName()
    {
        return name;
    }

    public void setAge(int age)
    {
        this.age = age;
    }

    public int getAge()
    {
        return age;
    }
}

//主类
class TreeSetDemo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //1 创建TreeSet集合
        TreeSet ts = new TreeSet();

        //2 添加学生对象
        ts.add(new Student("Jack",20));
        ts.add(new Student("Jane",21));
        ts.add(new Student("Jimmy",20));
        ts.add(new Student("Jone",15));
        ts.add(new Student("Tom",26));
        ts.add(new Student("Jordan",16));

        //迭代取出
        for(Iterator it = ts.iterator(); it.hasNext(); )
        {
            //强制转换为Student对象
            Student stu = (Student)it.next();
            System.out.println(stu.getName()+"----"+stu.getAge());
        }
    }
}

这里写图片描述
编译通过了,但是不安去,暂不处理;
运行的时候出现了异常:ClassCastException类型转换异常:无法比较
Exception in thread “main” java.lang.ClassCastException: Student cannot be cast
to java.lang.Comparable

当集合只添加1个Student对象时,迭代取出是可以的,不会出现异常。
但是当集合内有2个和2个以上的Student对象时,就会出现ClassCastException!
这是为什么呢????
还记得前面查阅API得到的信息吗??
TreeSet是可以对Set集合中元素进行自然排序的,而且这个动作是自动执行的,
这个比较动作是强制执行的!
但是从运行结果看,既然出现了ClassCastException,
这说明了Student不具有可比性!

那么接下来的问题就是:如何让Studeng类自身具备可比性!?

根据API的资料,Comparable接口中的int compareTo(obj)方法能够比较,
所以只要让Student类实现了该接口,Student自身就具备了可比性!
这其实也就是TreeSet排序的第一种方式:
让元素自身具备可比性,该元素所属类必须实现Comparable接口,
并且覆盖compareTo方法,这种方式就是自然排序!
值得注意的是:Comparable接口内就只有这么一种方法,它不存在第二种方法。

下面接着上面的思路:
4 Student类实现Comparable接口,并覆盖comparTo()方法—让Student自身具备可比性
5 打印,观察,分析

import java.util.*;

//学生类实现Comparable接口,并覆盖comparTo()方法---让Student自身具备可比性
class Student implements Comparable
{
    private String name;//学生姓名
    private int age;//学生年龄

    //构造函数传递参数
    Student(String name,int age)
    {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public int compareTo(Object obj)
    {
        //强制类型转换为Student
        Student s = (Student)obj;

        //利用Integer中的compareTo方法进行比较学生年龄
        int num = new Integer(this.getAge()).compareTo(new Integer(s.getAge()));

        //返回两对象年龄比较结果
        return num;
    }

    public void setName(String name)
    {
        this.name = name;
    }

    public String getName()
    {
        return name;
    }

    public void setAge(int age)
    {
        this.age = age;
    }

    public int getAge()
    {
        return age;
    }
}

//主类
class TreeSetDemo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //1 创建TreeSet集合
        TreeSet ts = new TreeSet();

        //2 添加学生对象
        ts.add(new Student("Jack",20));
        ts.add(new Student("Jane",21));
        ts.add(new Student("Jimmy",20));
        ts.add(new Student("Jone",15));
        ts.add(new Student("Tom",26));
        ts.add(new Student("Jordan",16));

        //迭代取出
        for(Iterator it = ts.iterator(); it.hasNext(); )
        {
            //强制转换为Student对象
            Student stu = (Student)it.next();
            System.out.println(stu.getName()+"----"+stu.getAge());
        }
    }
}

这里写图片描述
运行结果:
Jone—-15
Jordan—-16
Jack—-20
Jane—-21
Tom—-26
现在已经成功的让Student自身具备了可比性,
根据年龄去除重复元素已经成功实现了!
并且通过打印结果发现,TreeSet确实对学生对象的年龄进行了自然排序。

另外,对下面这段语句给出一些注解:
//利用Integer中的compareTo方法进行比较学生年龄
int num = new Integer(this.getAge()).compareTo(new Integer(s.getAge()));

Integer中的compareTo方法比较的是两个Integer对象,
所以要把学生年龄装箱!
学生年龄建议还是用get方法获取,这样安全。

### Java 高级集合进阶教程 #### Set 接口及其子类特性 Set接口是Java集合框架中的一个重要部分,它不允许存储重复元素。这使得`Set`非常适合用于去除重复项以及表示数学上的集合理论概念。 - **HashSet**: 实现了`Set`接口,内部基于哈希表实现[^3]。其特点是查找速度非常快,因为它是无序的,并且允许null值的存在(仅限一个)。为了保证元素唯一性,在向`HashSet`中添加对象时会调用该对象的`hashCode()`和`equals()`方法来判断是否已经存在相同元素。 ```java import java.util.HashSet; public class Student { private String name; public Student(String name){ this.name = name; } @Override public int hashCode() { final int prime = 31; int result = 1; result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode()); return result; } @Override public boolean equals(Object obj) { if (this == obj) return true; if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false; Student other = (Student) obj; if (name == null) { if (other.name != null) return false; } else if (!name.equals(other.name)) return false; return true; } } ``` - **LinkedHashSet**: 继承自`HashSet`,除了具备后者所有的性质外还保持了插入顺序不变。这意味着当你迭代这个set的时候,你会按照最初加入这些项目的次序得到它们。 - **TreeSet**: 提供了一种有序的方式去保存元素,底层采用红黑树结构实现了排序功能。可以通过自然排序(`Comparable`)或定制比较器(`Comparator`)两种方式定义元素之间的大小关系。 #### Collection 和 Map 的区别与联系 在Java中,`Collection`是一个顶层接口,代表一组单一类型的对象列表。而`Map`则用来映射键到值之间的一对一关联,即每一对键都对应着唯一的值[^4]。 对于想要深入了解高级集合特性的开发者来说: - `Collection`适用于处理单列数据; - `Map`更适合于管理具有键值对形式的数据。 了解两者间的差异有助于选择合适的数据容器以满足特定应用场景的需求。
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