[Java学习笔记]Set接口下的散列表

HashSet类——依据HashCode值分配空间

此类实现 Set 接口，由哈希表（实际上是一个 HashMap 实例）支持。它不保证 set 的迭代顺序；特别是它不保证该顺序恒久不变。此类允许使用 null 元素

构造方法摘要

• HashSet()
  构造一个新的空 set，其底层 HashMap 实例的默认初始容量是 16，加载因子是 0.75。

• HashSet(Collection<? extends E> c)
  构造一个包含指定 collection 中的元素的新 set。

方法摘要

• boolean add(E e)
  如果此 set 中尚未包含指定元素，则添加指定元素。

• void clear()
  从此 set 中移除所有元素。

• Object clone()
  返回此 HashSet 实例的浅表副本：并没有复制这些元素本身。

• boolean contains(Object o)
  如果此 set 包含指定元素，则返回 true。

• boolean isEmpty()
  如果此 set 不包含任何元素，则返回 true。

• Iterator iterator()
  返回对此 set 中元素进行迭代的迭代器。

• boolean remove(Object o)
  如果指定元素存在于此 set 中，则将其移除。

• int size()
  返回此 set 中的元素的数量（set 的容量）。

• HashSet的存储过程

首先，我们要了解一点：Set散列表内部的元素都不能重复，而HashSet是如何实现剔除重复元素的呢？Set<E>中的泛型E表征传入Set对象的一个类型，这个类必定会具有hashcode方法（Object里面就有）

明确一点：Java中原则上hashcode不同的两对象一定不能是同一对象(指的是主观意识的相同)，而Hashcode相同的两个对象可能不是同一对象(指的是主观意识的相同)——这是hashcode算法的缺陷：不能确保两个不同对象计算哈希码一定不一样
具体到存储过程：我们的set对象调用add(E e)时，

• 1.首先将计算e对象的Hashcode值，据此对应到一个存储空间，
• 2.倘若这个空间未被占用，那么必定这个set中是第一次添加这个对象(Hashcode不同必定不是同一对象)，否则空间被占用了，则需要进一步判断(两个不同对象可能得出相同hashcode)
• 3.这个时候于是调用equals()方法判断该空间内的对象是否与e相同，若相同的，就说明确实是同一对象，否则就需要再次计算hashcode，重复上述步骤直至找到了空闲的存储空间或者得出结论equals返回了false不能添加重复元素

	//假设我们如是设计equals和hashCode方法，即Person类的hashcode和equals只关联age变量
	public boolean equals(Object obj) {
		Person p = (Person)obj;	
		return p.age == this.age ;
	}
	@Override
	public int hashCode() {
			return this.age*35;
	}

1. 我们发现marry 20 这个Person对象并没有成功添加至HashSet中，也就是它被判定为同一个对象了
   
2. 正常添加后修改发现了重复，这是由于此时已经以不同的hashcode位置存在于set中，而再次构建newset会发现已经去重，这是由于经过重新计算hashcode、equals对比认为重复的元素被去除了
   

TreeSet ——基于传入类对象的CompareTo()实现存储的树状散列表

该类型的Set模型类似于一个二叉搜索树BST（Binary Search Tree）模型， 若它的左子树不空，则左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值； 若它的右子树不空，则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值

			public void test2() {
    			Set<Integer> set = new TreeSet<>();
    			set.add(12);
    			set.add(7);
    			set.add(25);
    			set.add(18);
    			set.add(5);
    			set.add(6);
    			System.out.println(set);//[5, 6, 7, 12, 18, 25]
    		}//可见无序填入而输出时却能按递增排序
    		public void test2() {
    			//对于字符串也能自动排序
    			Set<String> set = new TreeSet<>();
    			set.add("Hello");
    			set.add("Alen");
    			set.add("Jenny");
    			set.add("Bob");
    			set.add("Alen1");
    			set.add("alen");
    			System.out.println(set);//[Alen, Alen1, Bob, Hello, Jenny, alen]
    		}
    		public void test2() {
				Set<Person> set = new TreeSet<>();
				set.add(new Person("may",20));////java.lang.ClassCastException:
				set.add(new Person("marry",16));
				set.add(new Person("Kate",21));
				System.out.println(set);
		    }

• 归根结底：我们观察无论是String还是Integer亦或是其他类，TreeSet能在存储对象的过程实现排序是因为对象对应的类实现了Comparable这一接口，而未实现该接口的类对象在存储时第一时间抛出ClassCastException异常

• TreeSet存储过程：也即构建二叉搜索树的过程

• 若根节点为空，插入

• 小于等于根节点，递归插入左子树

• 大于根节点，递归插入右子树

• 而在Java中对应对比的步骤便是CompareTo方法所为

  //C++递归模拟
  TreeNode* SortBinaryTree(TreeNode* root, const T& val)
  {
  	if (root == NULL)
  	{ 
  		root = new TreeNode(val);    //根节点为空，插入，返回。
  		return root;
  	}
  	else  
  	{
  		if (val <= root->data)  //小于等于根节点，递归插入左子树
  		{
  			root->lchild = SortBinaryTree(root->lchild, val);
  		}
  		else   //大于根节点，递归插入右子树
  		{
  			root->rchild = SortBinaryTree(root->rchild, val);
  		}
  	}
  	return root;
  }
  
  

倘若我们这样实现compareTo方法

	@Override
	public int compareTo(Emp o) {
				return this.age - o.age;//仅仅只针对年龄升序排序
	}

	public static void test2() {
		Set<Emp> set = new TreeSet<>();
		set.add(new Emp("Jack",23,"男",5000,"2006-02-15"));
		set.add(new Emp("Marry",23,"女",6000,"2007-12-24"));
		set.add(new Emp("Alice",23,"女",5000,"2009-12-28"));
		set.add(new Emp("Jack",23,"男",6000,"2007-02-15"));
		
		System.out.println(set);//结果只有Jack被添加进去了，因为compareTo方法只针对年龄
		
		
	}

我们重新在Person类规范实现Comparable接口

//实现Comparable接口中CompareTo方法
    @Override
    	public int compareTo(Person o) {
    		if( ! this.name.equals(o.name)) {
    			return this.name.compareTo(o.name);
    		}else{
    			return age - o.age;
    		}
    	}
    	//不再抛出异常，且按方法内规则排序
    	public void test2() {
    			Set<Person> set = new TreeSet<>();
    			set.add(new Person("may",20));
    			set.add(new Person("marry",16));
    			set.add(new Person("Kate",21));
    			set.add(new Person("Kate",18));
    			System.out.println(set);//[Kate--18, Kate--21, marry--16, may--20]
    		}