Set接口(Hashset LinkedHashset Treeset)

最新推荐文章于 2024-07-21 20:42:32 发布

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分类专栏： java基础文章标签： java 数据结构与算法

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本文详细介绍了Java中Set接口的三种实现：HashSet、TreeSet和LinkedHashSet的特点及应用场景。探讨了它们之间的区别，包括存储原理、排序方式及性能表现。

Set接口(HashSet,TreeSet和LinkedHashSet)

Set不允许包含相同的元素，如果试图把两个相同元素加入同一个集合中，add方法返回false。
Set判断两个对象相同不是使用==运算符，而是根据equals方法。也就是说，只要两个对象用equals方法比较返回true，Set就不会接受这两个对象。

事实1：set就是就是相当于Map的kay。

事实2：hashSet是为快速查找而设计的set，存入hashSet的元素必须定义hashCode。而treeSet是保持次序的set，使用treeSet可以从set中提取有序的序列，元素必须实现conparable接口。而

linkedHashSet具有hashSet的查询速度，且内部是链表结构，因此遍历linkedHashSet时，结果会按照插入顺序显示！

HashSet
HashSet有以下特点
 不能保证元素的排列顺序，顺序有可能发生变化
 不是同步的
 集合元素可以是null,但只能放入一个null
当向HashSet结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值来决定该对象在HashSet中存储位置。
简单的说，HashSet集合判断两个元素相等的标准是两个对象通过equals方法比较相等，并且两个对象的hashCode()方法返回值相等
注意，如果要把一个对象放入HashSet中，重写该对象对应类的equals方法，也应该重写其hashCode()方法。其规则是如果两个对象通过equals方法比较返回true时，其hashCode也应该相同。另外，对象中用作equals比较标准的属性，都应该用来计算 hashCode的值。

demo1：

用户自定义类型放进set容器里面，必须要重写equals和hashCode方法，否则会被认为是两个不同的元素。

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class overwriteHahcodeAndEquals {
	
	public static void main(String[] args) {
		Set<Object> set = new HashSet<Object>();
		set.add(new Student("lopez",23));
		set.add(new Student("lopez",23));
		set.add(new Student("shengliang",33));
		set.add(new Student("weikun",23));
		set.add(new Student("chencheng",28));
		System.out.println(set);
		//output:[set.Student@1420a8f4, set.Student@9b725c34, set.Student@c2ce75cf, set.Student@8d6b816e]
		//一共4个对象
	}
}

class Student{//内部类
	
	String name;
	int age;
	
	public Student(String name , int age){
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	
	public int hashCode(){//重写hsahCode方法
		return age*name.hashCode();
	}
	
	public boolean equals(Object o){//重写equals方法
		Student s = (Student)o;
		return s.age == this.age && s.name.equals(this.name);
	}
}

1.分别在hashCode和equals打断点debug，发现在往Set中插入新的对象时，首先会用该对象的hashCode()与已经存在对象的hashCode()做比较，如果相等，那就不能插入，如果不等，才会调用equals()方法，如果equals结果为true，说明已经存在，就不能再插入，如果为false，可以插入。

2.hashSet分别插入字符串对象。

set.add(new String("asd"));
set.add(new String("asd"));
//set只得到一个asd，因为内容相同的String，即使不重写hashCode方法，得到的hashCode都是相同的。

demo2：

package set;

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class overwriteHahcodeAndEquals {
	
	public static void main(String[] args) {
		Set<Object> set = new HashSet<Object>();
		set.add(new Student("lopez",23));
		set.add(new Student("lopez",23));
		set.add(new Student("shengliang",33));
		set.add(new Student("weikun",23));
		set.add(new Student("chencheng",28));
		System.out.println(set);
		//output:[set.Student@c2ea3f, set.Student@1d5550d, set.Student@c21495, set.Student@1186fab, set.Student@14b7453]
		//一共5个对象
	}
}

class Student{//内部类
	
	String name;
	int age;
	
	public Student(String name , int age){
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
}

针对demo2，做了个小测试：

package set;

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class overwriteHahcodeAndEquals {
	
	public static void main(String[] args) {
		Set<Object> set = new HashSet<Object>();
		Student stu = new Student("lopez",23);
		Student stu1 = new Student("lopez",23);
		System.out.println("stu的hashCode值为：" + stu.hashCode());
		System.out.println("stu1的hashCode值为：" + stu1.hashCode());
		System.out.println("stu和stu1 equals比较" + stu.equals(stu1));
		set.add(stu);
		set.add(stu1);
		set.add(new Student("shengliang",33));
		set.add(new Student("weikun",23));
		set.add(new Student("chencheng",28));
		System.out.println(set);
	}
}
class Student{//内部类
	
	String name;
	int age;
	
	public Student(String name , int age){
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	
	/*public int hashCode(){
		return age*name.hashCode();
	}
	
	public boolean equals(Object o){
		Student s = (Student)o;
		return s.age == this.age && s.name.equals(this.name);//int类型的比较和String类型的比较
	}*/
}

由以下输出可得知：

//output:stu的hashCode值为：18378667

//stu1的hashCode值为：21722195

//stu和stu1 equals比较false

/[set.Student@c2ea3f, set.Student@1d5550d, set.Student@c21495, set.Student@1186fab, set.Student@14b7453]

当不重写对象的equals和hashCode方法，则stu和stu1对象比较equals和hashCode得到的值是不相等，所以得到5个对象。

LinkedHashSet
LinkedHashSet集合同样是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置，但是它同时使用链表维护元素的次序。这样使得元素看起来像是以插入顺序保存的，也就是说，当遍历该集合时候，LinkedHashSet将会以元素的添加顺序访问集合的元素。
LinkedHashSet在迭代访问Set中的全部元素时，性能比HashSet好（链表结构），但是插入时性能稍微逊色于HashSet，因为插入时linkedHashSet需要维护链表结构。

package set;

import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedHashSet;

public class CompareHashSetAndLinkedHashSet {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		HashSet set = new LinkedHashSet();
		set.add("lopez1");
		set.add("lopez2");
		set.add("lopez3");
		set.add("lopez4");
		for (Object obj : set) {
			System.out.println(obj.toString());
		}
		//output:
		//lopez1
		//lopez2
		//lopez3
		//lopez4
		
		
		HashSet set1 = new HashSet();
		set1.add("lopez1");
		set1.add("lopez2");
		set1.add("lopez3");
		set1.add("lopez4");
		for (Object obj : set1) {
			System.out.println(obj.toString());
		}
		//lopez1
		//lopez4
		//lopez3
		//lopez2
	}

}

TreeSet类
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
自然排序
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
定制排序
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(T o1,T o2)方法

按自然顺序demo1：

package set;

import java.util.TreeSet;
import java.util.Iterator;

public class TestTreeSet
{
    public static void main(String[] args)
    {
        TreeSet tree = new TreeSet();
        tree.add("China");
        tree.add("America");
        tree.add("England");
        tree.add("Japan");
        tree.add("Chinese");
        tree.add("lapez");
        tree.add("lopez");
        tree.add("lopez1");
        
        Iterator iter = tree.iterator();
        while(iter.hasNext())
        {
            System.out.println(iter.next());
        }
    }
   //output: America
    //China
    //Chinese
    //England
    //Japan
    //lapez
    //lopez
    //lopez1

}

定制排序

package set;

import java.util.Comparator;
import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;

public class TestTreeSet {

    /** *//**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {

        MyComparator<String> myComparator = new MyComparator<String>();

        // /////////////////////不添加自定义排序
        TreeSet<String> treeSet1 = new TreeSet<String>();
        treeSet1.add("c");
        treeSet1.add("a");
        treeSet1.add("b");

        Iterator<String> iterator1 = treeSet1.iterator();
        while (iterator1.hasNext()) {
            System.out.println(iterator1.next());
        }

        // /////////////////////添加自定义排序
        TreeSet<String> treeSet2 = new TreeSet<String>(myComparator);
        treeSet2.add("c");
        treeSet2.add("a");
        treeSet2.add("b");

        Iterator<String> iterator2 = treeSet2.iterator();
        while (iterator2.hasNext()) {
            System.out.println(iterator2.next());
        }
    }

}

class MyComparator<T> implements Comparator<T> {

    public int compare(T arg0, T arg1) {
        if (arg0.equals(arg1)) {
            return 0;
        }
        return ((Comparable<T>) arg0).compareTo(arg1) * -1;
    }

}