JavaSE基础部分--Set集合

最新推荐文章于 2025-03-12 13:57:30 发布

ˇEliauk

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Set集合

set集合概述：
一个不包含重复元素的 collection

set集合特点：
元素唯一，不允许重复

Set集合的子类：
在这里插入图片描述

HashSet

HashSet底层数据结构：
哈希表（JDK1.7 数组+链表 JDK1.8 优化数组+链表+红黑树）

特点：
元素无序(存取元素的顺序不一致)且唯一（元素不允许重复）

HashSet怎么保证元素的唯一性？

当向 HashSet 集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 值决定该对象在 HashSet 中的存储位置。HashSet 集合判断两个

元素相等的标准：两个对象通过 hashCode() 方法比较相等，并且两个对象的 equals() 方法返回值也

相等。HashSet集合保证元素的唯一性，是靠元素重新hashCode和equals()方法来保证的，如果元素

不重写，则无法保证元素的唯一性。

HashSet唯一性图解：

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-9kdbyafm-1597322857489)(G:\课件\20200805-JavaSE-课件\HashSet存储元素保证元素唯一性深入的漂亮的图解.bmp)]$

代码举例说明：

特点：元素无序且唯一
public class MyTest {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        set.add("aaaa");
        set.add("aaaa");
        set.add("bbb");
        set.add("ccc");
        for (String s : set) {
            System.out.println(s);//运行结果：aaaa  ccc  bbb  元素唯一但是无序
        }
        System.out.println("==========================");
        HashSet<Integer> set2 = new HashSet<>();
        set2.add(200);
        set2.add(200);
        set2.add(200);
        set2.add(100);
        set2.add(300);
        System.out.println(set2);//运行结果  300 100 200

    }
}
HashSet 底层用的HashMap 这个集合来存的。HashMap中通过计算输入的对象的键值得出一个hash地址值，当你想要存储该对象时，会调用equals方法，进行比较，如果地址中没有该对象，就会将该对象存入，如果有该对对象将不在进行存入，从而确保了元素的唯一性。合理的重写 hashCode 方法是为了减少 equals() 方法的调用次数，也就是说为了减少碰撞。
自定义一个学生类进行举例：
public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        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;
    }
//重写hashCode和equals()方法
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        System.out.println("equals方法"+this+"==="+o);
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age &&
                Objects.equals(name, student.name);
    }
     @Override
    public int hashCode() {
        return this.name.hashCode()+this.age*11;//当姓名一致时，年龄不同，如果hashCode方法重写不得当，可能会将两个不同的对象判断为一个对象，因此在这里需要进行合理的重写，区分出两个不同的对象。
      }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +

                '}';
    }
}

public class MyTest {
    public static void main(String[] args) {
        //HashSet 底层用的HashMap 这个集合来存的
        //合理的重写hashCode方法，为了减少equals()方法的调用次数，也就是说为了减少碰撞。
        HashSet<Student> set = new HashSet<>();
        set.add(new Student("张三",23));
        set.add(new Student("张三", 23));
        set.add(new Student("张三", 24));
        set.add(new Student("李四", 24));
        set.add(new Student("王五", 25));

        for (Student student : set) {
            System.out.println(student);
        }
    }
}
运行结果：
Student{name='张三', age=23}
Student{name='李四', age=24}
Student{name='王五', age=25}
Student{name='张三', age=24}  元素唯一 且无序

LinkedHashSet

**LinkedHashSet底层数据结构：**底层数据结构是链表+哈希表

**特点：**链表保证元素有序，哈希表保证元素唯一

代码举例：

public class MyTest {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashSet<Integer> linkedHashSet = new LinkedHashSet<>();
        linkedHashSet.add(100);
        linkedHashSet.add(100);
        linkedHashSet.add(100);
        linkedHashSet.add(200);
        linkedHashSet.add(300);
        linkedHashSet.add(400);
//增强for循环
        for (Integer integer : linkedHashSet) {
            System.out.println(integer);
        }
    }
}
运行结果：
100
200
300
400

TreeSet

**TreeSet底层数据结构：**底层数据结构是二叉树

**特点：**元素唯一，且能对元素进行排序

TreeSet排序方法：自然排序和使用比较器排序

（注意：使用TreeSet集合进行元素的自然排序，那么对元素有要求，要求这个元素必须实现

Comparable接口否则无法进行自然排序）

TreeSet保证唯一性图解：

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cJmKQYSR-1597322857493)(G:\课件\20200805-JavaSE-课件\二叉树存储数据保证元素唯一性的原理图解.bmp)]$

代码举例：

public class MyTest {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Integer> treeSet = new TreeSet<>();
        treeSet.add(20);
        treeSet.add(18);
        treeSet.add(23);
        treeSet.add(22);
        treeSet.add(17);
        treeSet.add(24);
        treeSet.add(19);
        treeSet.add(18);
        treeSet.add(24);

        for (Integer integer : treeSet) {
            System.out.println(integer);
        }
    }
}
运行结果：
17
18
19
20
22
23
24

TreeSet排序:自然排序

public class Student implements Comparable<Student>{
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        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 String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +

                '}';
    }
//使用TreeSet集合进行元素的自然排序，那么对元素有要求，要求这个元素必须实现Comparable接口 否则无法进行自然排序
    @Override
    public int compareTo(Student s) {
        //根据年龄大小来排序
     /*   int num=this.age - s.age;
        //如果年龄相同，并不能说明他们是同一个对象，还得比较姓名是否相同。
        int num2=num==0?this.name.compareTo(s.name):num;
        return num2;*/
       /*按照姓名的长度来排序*/
        int num =this.name.length()-s.name.length();
       //当姓名的长度一样，不能说明是同一个对象，还得比较姓名内容
        int num2=num==0?this.name.compareTo(s.name):num;
        //当姓名长度，姓名内容一样，也不能说明是同一个对象，还得比较年龄是否相同
        int num3=num2==0?this.age-s.age:num2;
        return num3;

    }
}
public class MyTest2  {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Student> treeSet = new TreeSet<>();
        treeSet.add(new Student("张庭aaaaaadfdfdfa",23));
        treeSet.add(new Student("张庭2aaa", 23));
        treeSet.add(new Student("张柏芝aaa", 18));
        treeSet.add(new Student("张惠妹aaa", 20));
        treeSet.add(new Student("张惠妹", 20));
        treeSet.add(new Student("张惠妹", 22));
        treeSet.add(new Student("张余生", 20));
        treeSet.add(new Student("张曼玉aaaaaaa", 24));
        treeSet.add(new Student("林青霞aaaaaaaaaa", 26));
        for (Student student : treeSet) {
            System.out.println(student.getName()+"=="+student.getAge());
        }
    }
}
运行结果：
张余生==20
张惠妹==20
张惠妹==22
张庭2aaa==23
张惠妹aaa==20
张柏芝aaa==18
张曼玉aaaaaaa==24
林青霞aaaaaaaaaa==26
张庭aaaaaadfdfdfa==23

TreeSet排序:比较器排序

TreeSet(Comparator < ? super E > comparator)构造一个新的空 TreeSet，它根据指定比较器进行排

序。

public class MyTest {
    public static void main(String[] args) {
        //TreeSet 排序方式2：比较器排序 ，使用有参构造。
        TreeSet<Student> treeSet = new TreeSet<>(new MyComparator());
        treeSet.add(new Student("张庭", 23));
        treeSet.add(new Student("张庭", 22));
        treeSet.add(new Student("张惠妹", 20));
        treeSet.add(new Student("张惠妹", 22));
        treeSet.add(new Student("张余生", 20));
        treeSet.add(new Student("张曼玉", 24));
        treeSet.add(new Student("林青霞", 26));
        for (Student student : treeSet) {
            System.out.println(student.getName() + "==" + student.getAge());
        }
    }
}
class  MyComparator implements Comparator<Student>{
    @Override
    public int compare(Student s1, Student s2) {
         //System.out.println("比较的方法调用了");
        //安装年龄大小 来排序
        int num= s1.getAge()-s2.getAge();
        int  num2=num==0?s1.getName().compareTo(s2.getName()):num;
         return num2;
    }
}

//比较器作为匿名内部类进行排序
public class MyTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Student> treeSet = new TreeSet<>(new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student s1, Student s2) {
                int num = s1.getAge() - s2.getAge();
                int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num;
                return num2;
            }
        });
         treeSet.add(new Student("张庭", 23));
        treeSet.add(new Student("张庭", 22));
        treeSet.add(new Student("张惠妹", 20));
        treeSet.add(new Student("张惠妹", 22));
        treeSet.add(new Student("张余生", 20));
        treeSet.add(new Student("张曼玉", 24));
        treeSet.add(new Student("林青霞", 26));
        for (Student student : treeSet) {
            System.out.println(student.getName() + "==" + student.getAge());
        }

    }
}
//学生类
public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }
    public Student(String name, int age) {
        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 String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +

                '}';
    }
}

应用案例：

1.获取10个1至20的随机数，要求随机数不能重复

public class MyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random();
        LinkedHashSet<Integer> set = new LinkedHashSet<>();
        while (set.size()<10){
            int num = random.nextInt(20) + 1;
            set.add(num);
        }
        System.out.println(set);
    }
}

2.键盘录入学生信息按照总分排序后输出在控制台

public class MyTest {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Student> treeSet = new TreeSet<>(new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student s1, Student s2) {
               int num= s1.getTotalScore()-s2.getTotalScore();
               int num2=num==0?s1.getName().compareTo(s2.getName()):num;
                return -num2;
            }
        });
        for (int i = 1; i <= 3; i++) {
            Student student = new Student();
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            System.out.println("请输入第"+i+"个学生的姓名");
            String name = sc.nextLine();
            student.setName(name);
            System.out.println("请输入第" + i + "个学生的语文成绩");
            int yw = sc.nextInt();
            student.setChineseScore(yw);
            System.out.println("请输入第" + i + "个学生的数学成绩");
            int sx= sc.nextInt();
            student.setMathScore(sx);
            System.out.println("请输入第" + i + "个学生的英语成绩");
            int yy = sc.nextInt();
            student.setEnglishScore(yy);
            //把学生对象添加到集合里面
            treeSet.add(student);
        }
        System.out.println("名次\t姓名\t语文\t数学\t英语\t总分");
        int i=0;
        for (Student student : treeSet) {            System.out.println((++i)+"\t"+student.getName()+"\t"+student.getChineseScore()+"\t"+student.getMathScore()+"\t"+student.getEnglishScore()+"\t"+student.getTotalScore());
        }
    }
}
public class Student {
    private String name;
    private int chineseScore;
    private int mathScore;
    private int englishScore;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int chineseScore, int mathScore, int englishScore) {
        this.name = name;
        this.chineseScore = chineseScore;
        this.mathScore = mathScore;
        this.englishScore = englishScore;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public int getChineseScore() {
        return chineseScore;
    }

    public void setChineseScore(int chineseScore) {
        this.chineseScore = chineseScore;
    }

    public int getMathScore() {
        return mathScore;
    }

    public void setMathScore(int mathScore) {
        this.mathScore = mathScore;
    }

    public int getEnglishScore() {
        return englishScore;
    }

    public void setEnglishScore(int englishScore) {
        this.englishScore = englishScore;
    }
    //获取总分的方法
    public int getTotalScore(){
        return  chineseScore+englishScore+mathScore;
    }
}

his.chineseScore = chineseScore;
    }

    public int getMathScore() {
        return mathScore;
    }

    public void setMathScore(int mathScore) {
        this.mathScore = mathScore;
    }

    public int getEnglishScore() {
        return englishScore;
    }

    public void setEnglishScore(int englishScore) {
        this.englishScore = englishScore;
    }
    //获取总分的方法
    public int getTotalScore(){
        return  chineseScore+englishScore+mathScore;
    }
}