从彩票选号看HashSet和TreeSet

本文通过具体实例演示了如何使用Java中的HashSet和TreeSet来生成指定范围内的随机数集合,对比了两种集合的特点及其应用场景。

 

import java.util.HashSet;//无重复元素的集合

import java.util.TreeSet;

 

public class TestHashset {

       public static void main(String[] args) {

              HashSet hs1 = new HashSet();//生成hs1对象

              while (true) {

                     int temp = (int) (Math.random() * 33 + 1);//设置10以内的随机数,并把随机数保存在temp变量中

                     hs1.add(temp);//把生成的随机数添加到hs

                     if (hs1.size() == 6)//使hs的容量保持在7以内

                            break;

              }

              System.out.println("336-->"+hs1);

             

              //TreeSet最大的作用是排序,付出的代价就是效率降低

              TreeSet ts1 = new TreeSet();

              while (true) {

                     int temp = (int) (Math.random() * 33 + 1);

                     ts1.add(temp);

                     if (ts1.size() == 6)

                            break;

              }

              System.out.println("336-->"+ts1);

             

             

              HashSet hs2 = new HashSet();

              while (true) {

                     int temp = (int) (Math.random() * 16 + 1);

                     hs2.add(temp);

                     if (hs2.size() ==1)

                            break;

              }

              System.out.println("161-->"+hs2);

             

       }

}

【四轴飞行器】非线性三自由度四轴飞行器模拟器研究(Matlab代码实现)内容概要:本文围绕非线性三自由度四轴飞行器的建模与仿真展开,重点介绍了基于Matlab的飞行器动力学模型构建与控制系统设计方法。通过对四轴飞行器非线性运动方程的推导,建立其在三维空间中的姿态与位置动态模型,并采用数值仿真手段实现飞行器在复杂环境下的行为模拟。文中详细阐述了系统状态方程的构建、控制输入设计以及仿真参数设置,并结合具体代码实现展示了如何对飞行器进行稳定控制与轨迹跟踪。此外,文章还提到了多种优化与控制策略的应用背景,如模型预测控制、PID控制等,突出了Matlab工具在无人机系统仿真中的强大功能。; 适合人群:具备一定自动控制理论基础Matlab编程能力的高校学生、科研人员及从事无人机系统开发的工程师;尤其适合从事飞行器建模、控制算法研究及相关领域研究的专业人士。; 使用场景及目标:①用于四轴飞行器非线性动力学建模的教学与科研实践;②为无人机控制系统设计(如姿态控制、轨迹跟踪)提供仿真验证平台;③支持高级控制算法(如MPC、LQR、PID)的研究与对比分析; 阅读建议:建议读者结合文中提到的Matlab代码与仿真模型,动手实践飞行器建模与控制流程,重点关注动力学方程的实现与控制器参数调优,同时可拓展至多自由度或复杂环境下的飞行仿真研究。
### Hashset vs Treeset 特性及使用场景 #### 1. 数据结构基础 HashSet 是基于哈希表(Hash Table)实现的集合,内部利用 HashMap 实现存储功能。它不允许重复元素,并提供常数时间复杂度的插入、删除查找操作[^1]。相比之下,TreeSet 使用红黑树(Red-Black Tree)作为底层数据结构,能够自动维护元素的自然顺序或由 Comparator 定义的自定义顺序[^2]。 --- #### 2. 时间复杂度对比 | **操作** | **HashSet** | **TreeSet** | |----------------|--------------------------------|------------------------------| | 插入 | O(1) | O(log n) | | 删除 | O(1) | O(log n) | | 查找 | O(1) | O(log n) | 由于 HashSet 不关心元素的顺序,因此其性能优于需要排序的 TreeSet。然而,在某些情况下,如需保持元素有序,则必须选用 TreeSet[^3]。 --- #### 3. 序列化与线程安全性 两者都不具备内在的线程安全性。如果在多线程环境下使用这些集合类,应采取外部同步措施或其他并发集合替代方案。另外,二者都实现了 Serializable 接口,这意味着它们可以被序列化以便在网络上传输或持久化到磁盘上[^4]。 --- #### 4. 初始化容量的重要性 对于 HashSet 而言,适当地设置初始容量有助于减少因动态扩展而导致的时间开销。例如: ```java Set<String> optimalHashSet = new HashSet<>(expectedSize); ``` 而 TreeSet 并不需要类似的优化手段,因为它始终维持着平衡二叉搜索树的状态[^3]。 --- #### 5. 使用场景分析 ##### (1)适用 HashSet 的场景 - 对元素访问速度有较高要求; - 不关注元素间的相对次序; - 需要高效处理大数据量且无需保留任何特定排列方式的数据集。 示例代码展示如何快速构建一个去重列表: ```java import java.util.HashSet; import java.util.Set; public class Main { public static void main(String[] args) { Set<Integer> uniqueNumbers = new HashSet<>(); uniqueNumbers.add(10); uniqueNumbers.add(20); System.out.println(uniqueNumbers.contains(10)); // true } } ``` ##### (2)适合 TreeSet 的场合 - 必须保证集合中的项目按升序降序或者其他定制规则呈现出来; - 进行区间检索时效率更高,比如找出所有介于两个数值之间的成员。 下面的例子演示了如何创建并迭代一个从小到大排列整型对象的容器: ```java import java.util.TreeSet; import java.util.Set; public class Main { public static void main(String[] args) { Set<Double> sortedValues = new TreeSet<>(); sortedValues.add(98.6); sortedValues.add(-7.3); for (double value : sortedValues){ System.out.println(value); } //-7.3, then 98.6 printed on separate lines. } } ``` --- #### 结论 选择哪种类型的 Set 主要是看应用的具体需求是什么样的。如果只是简单地想要获得唯一性的保障加上极高的运算效能就选 HashSet;若是还额外追求某种固定的布局样式则应该倾向采用 TreeSet[^2]。
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