Java集合：Set接口总结-优快云博客

本文详细介绍了Java中Set集合的不同实现类，包括HashSet、LinkedHashSet和TreeSet的特点与使用方法。探讨了这些集合如何保证元素的唯一性及排序，并提供了性能对比。

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Set 集合不允许包含相同的元素，如果试把两个相同的元素加入同一个 Set 集合中，则添加操作失败。

Set 判断两个对象是否相同不是使用 == 运算符，而是根据 equals 方法。

Set实现类：HashSet、LinkedHashSet、TreeSet

HashSet：通过散列表存信息，无序存储，元素必须定义hashCode()；

LinkedHashSet：内部使用链表维护元素顺序，按顺序插入顺序排序，也必须定义hashCode()；

TreeSet：通过树结构（和TreeMap一致，使用红黑树）存储元素，存储数据有序。

HashSet ：

1、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。

2、如果两个元素的 equals() 方法返回 true，但它们的 hashCode() 返回值不相等，hashSet 将会把它们存储在不同的位置，但依然可以添加成功。

3、HashSet 集合判断两个元素相等的标准：两个对象通过 equals() 方法比较相等，并且两个对象的hashCode() 方法返回值也相等。即：如果两个对象通过 equals() 方法返回 true，这两个对象的hashCode 值也应该相同。

重写 hashCode() 方法的基本原则：

1、在程序运行时，同一个对象多次调用 hashCode() 方法应该返回相同的值。

2、当两个对象的 equals() 方法比较返回 true 时，这两个对象的 hashCode() 方法的返回值也应相等。

3、对象中用作 equals() 方法比较的 Field，都应该用来计算 hashCode 值。

LinkedHashSet ：

1、LinkedHashSet 是 HashSet 的子类。

2、LinkedHashSet 集合根据元素的 hashCode 值来决定元素的存储位置，但它同时使用链表维护元素的次序，这使得元素看起来是以插入顺序保存的。

3、LinkedHashSet 性能插入性能略低于 HashSet，但在迭代访问 Set 里的全部元素时有很好的性能。

4、LinkedHashSet 有序但不允许集合元素重复。

TreeSet：

TreeSet 是 SortedSet 接口的实现类，TreeSet 可以确保集合元素处于排序状态。

TreeSet 支持两种排序方法：自然排序和定制排序。默认情况下，TreeSet 采用自然排序。

排序：

1、TreeSet 会调用集合元素的 compareTo(Object obj) 方法来比较元素之间的大小关系，

然后将集合元素按升序排列。

2、如果试图把一个对象添加到 TreeSet 时，则该对象的类必须实现 Comparable 接口。

3、实现 Comparable 的类必须实现 compareTo(Object obj) 方法，两个对象即通过

compareTo(Object obj)方法的返回值来比较大小。

注意：

向 TreeSet 中添加的应该是同一个类的对象，

当需要把一个对象放入 TreeSet 中，重写该对象对应的 equals() 方法时，应保证该方法与

compareTo(Object obj) 方法有一致的结果：即如果两个对象通过 equals() 方法比较返回 true，

则通过 compareTo(Object obj) 方法比较应返回 0。

自然排序：

import java.util.*;

/*
 TreeSet：可以对Set集合中的元素进行排序。
	 底层数据结构是二叉树。
	 保证元素唯一性的依据：
	 compareTo方法return 0.

	 TreeSet排序的第一种方式：让元素自身具备比较性。
	 元素需要实现Comparable接口，覆盖compareTo方法。
	 也种方式也成为元素的自然顺序，或者叫做默认顺序。

	 TreeSet的第二种排序方式。
	 当元素自身不具备比较性时，或者具备的比较性不是所需要的。
	 这时就需要让集合自身具备比较性。
	 在集合初始化时，就有了比较方式。

 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。

 记住，排序时，当主要条件相同时，一定判断一下次要条件。
 */

class Treeset {
	public static void main(String[] args) {
		Set ts = new TreeSet();

		ts.add(new Student("lisi02", 22));
		ts.add(new Student("lisi007", 20));
		ts.add(new Student("lisi09", 19));
		ts.add(new Student("lisi08", 19));
		// ts.add(new Student("lisi007",20));
		// ts.add(new Student("lisi01",40));

		Iterator it = ts.iterator();
		while (it.hasNext()) {
			Student stu = (Student) it.next();
			System.out.println(stu.getName() + "..." + stu.getAge());
		}
	}
}

class Student implements Comparable// 该接口强制让学生具备比较性。
{
	private String name;
	private int age;

	Student(String name, int age) {
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	public int compareTo(Object obj) {
		// return 0;
		if (!(obj instanceof Student))
			throw new RuntimeException("不是学生对象");
		Student s = (Student) obj;

		System.out.println(this.name + "....compareto....." + s.name);
		if (this.age > s.age)
			return 1;
		if (this.age == s.age) {
			return this.name.compareTo(s.name);
		}
		return -1;
	}

	public String getName() {
		return name;
	}

	public int getAge() {
		return age;
	}
}

定制排序：

import java.util.*;

/*
当元素自身不具备比较性，或者具备的比较性不是所需要的。
这时需要让容器自身具备比较性。
定义了比较器，将比较器对象作为参数传递给TreeSet集合的构造函数。

当两种排序都存在时，以比较器为主。

定义一个类，实现Comparator接口，覆盖compare方法。
*/
class Student implements Comparable//该接口强制让学生具备比较性。
{
    private String name;
    private int age;

    Student(String name,int age)
    {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public int compareTo(Object obj)
    {
        //return 0;
        if(!(obj instanceof Student))
            throw new RuntimeException("不是学生对象");
        Student s = (Student)obj;

        //System.out.println(this.name+"....compareto....."+s.name);
        if(this.age>s.age)
            return 1;
        if(this.age==s.age)
        {
            return this.name.compareTo(s.name);
        }
        return -1;
    }

    public String getName()
    {
        return name;

    }
    public int getAge()
    {
        return age;
    }
}

class TreeSetDemo2 
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        Set ts = new TreeSet();

        ts.add(new Student("lisi02",22));
        ts.add(new Student("lisi02",21));
        ts.add(new Student("lisi007",20));
        ts.add(new Student("lisi09",19));
        ts.add(new Student("lisi06",18));
        ts.add(new Student("lisi06",18));
        ts.add(new Student("lisi007",29));
        //ts.add(new Student("lisi007",20));
        //ts.add(new Student("lisi01",40));

        Iterator it = ts.iterator();
        while(it.hasNext())
        {
            Student stu = (Student)it.next();
            System.out.println(stu.getName()+"..."+stu.getAge());
        }
    }
}

class MyCompare implements Comparator
{
    public int compare(Object o1,Object o2)
    {
        Student s1 = (Student)o1;
        Student s2 = (Student)o2;

        int num = s1.getName().compareTo(s2.getName());
        if(num==0)
        {
            return new Integer(s1.getAge()).compareTo(new Integer(s2.getAge()));
            /*
            if(s1.getAge()>s2.getAge())
                return 1;
            if(s1.getAge()==s2.getAge())
                return 0;
            return -1;
            */
        }
        return num;
    }
}

性能分析：可以参考《Thinking in java》，数据如下：

------------- TreeSet -------------
size add contains iterate
10 1316 506 180
100 199 101 22
1000 250 174 19
10000 266 224 21
------------- HashSet -------------
size add contains iterate
10 1717 325 242
100 59 16 43
1000 66 25 27
10000 66 28 25
---------- LinkedHashSet ----------
size add contains iterate
10 516 151 72
100 127 40 29
1000 145 57 27
10000 125 53 25