HashSet TreeSet LinkedHashSet 区别_hashset & linkedhashset & treesettreemap

作者：小惠珠哦 | 2024-08-09 22:00:22

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hashset & linkedhashset & treesettreemap

set不包含重复的元素，这也是使用set的一个主要原因，set有三个常用的实现，分别是HashSet、TreeSet和LinkedList。总之，对于这三个实现，何时使用是一个重要的问题，如果你需要一个快速的set，你应该使用hashSet；如果需要使用一个排序好的set，那么应该是TreeSet；如果需要一个保持插入顺序的set，那么LinkedHashSet是一个不错的选择。

Set接口

set接口扩展自collection接口，在set中，是不允许有重复元素存在的，在set中的元素必须是独一无二的，你可以随意的将任一元素添加到set中，set会自动将重复的元素移除。

HashSet、TreeSet和LinkedHashSet比较

HashSet是用hash table 实现的，它其中的元素是无序的，add、remove和contains方法的时间复杂度都是O(1)。

TreeSet是使用tree 结构实现的（算法书中的红黑树）。它其中的元素是有序的，但是add、remove和contains方法的时间复杂度是 O(log (n))，TreeSet提供了frist()、last()、headset()和tailset()等方法来处理这个有序的set。

LinkedHashSet是介于TreeSet和HashSet之间的，它利用hash table 实现的，同时使用了Link List，所以它提供了插入的顺序，基本方法的时间复杂度是O(1)。

TreeSet 的例子


TreeSet<Integer> tree = new TreeSet<Integer>();
tree.add(12);
tree.add(63);
tree.add(34);
tree.add(45);
 
Iterator<Integer> iterator = tree.iterator();
System.out.print("Tree set data: ");
while (iterator.hasNext()) {
    System.out.print(iterator.next() + " ");
}

输出结果：

Tree set data: 12 34 45 63

现在定义一个Dog类：


class Dog {
	int size;
 
	public Dog(int s) {
		size = s;
	}
 
	public String toString() {
		return size + "";
	}
}

增加一些Dog对象在TreeSet


import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;
 
public class TestTreeSet {
	public static void main(String[] args) {
		TreeSet<Dog> dset = new TreeSet<Dog>();
		dset.add(new Dog(2));
		dset.add(new Dog(1));
		dset.add(new Dog(3));
 
		Iterator<Dog> iterator = dset.iterator();
 
		while (iterator.hasNext()) {
			System.out.print(iterator.next() + " ");
		}
	}
}

编译完成之后，但是发生运行错误：


Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: collection.Dog cannot be cast to java.lang.Comparable
	at java.util.TreeMap.put(Unknown Source)
	at java.util.TreeSet.add(Unknown Source)
	at collection.TestTreeSet.main(TestTreeSet.java:22)

因为TreeSet是排序的，这个Dog对象需要实现java.lang.Comparable`s compareTo()方法：


class Dog implements Comparable<Dog>{
	int size;
 
	public Dog(int s) {
		size = s;
	}
 
	public String toString() {
		return size + "";
	}
 
	@Override
	public int compareTo(Dog o) {
	        return size - o.size;
	}
}

输出结果：

1 2 3

HashSet的例子：


HashSet<Dog> dset = new HashSet<Dog>();
dset.add(new Dog(2));
dset.add(new Dog(1));
dset.add(new Dog(3));
dset.add(new Dog(5));
dset.add(new Dog(4));
Iterator<Dog> iterator = dset.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
	System.out.print(iterator.next() + " ");
}

输出结果：

5 3 2 1 4

注意：这个顺序是不确定的。

LinkedHashSet的例子


LinkedHashSet<Dog> dset = new LinkedHashSet<Dog>();
dset.add(new Dog(2));
dset.add(new Dog(1));
dset.add(new Dog(3));
dset.add(new Dog(5));
dset.add(new Dog(4));
Iterator<Dog> iterator = dset.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
	System.out.print(iterator.next() + " ");
}

输出的结果就是它插入的顺序：

2 1 3 5 4

性能测试

下边的三个类的方法测试都是基于add()方法的：


public static void main(String[] args) {
 
	Random r = new Random();
 
	HashSet<Dog> hashSet = new HashSet<Dog>();
	TreeSet<Dog> treeSet = new TreeSet<Dog>();
	LinkedHashSet<Dog> linkedSet = new LinkedHashSet<Dog>();
 
	// start time
	long startTime = System.nanoTime();
 
	for (int i = 0; i < 1000; i++) {
		int x = r.nextInt(1000 - 10) + 10;
		hashSet.add(new Dog(x));
	}
	// end time
	long endTime = System.nanoTime();
	long duration = endTime - startTime;
	System.out.println("HashSet: " + duration);
 
	// start time
	startTime = System.nanoTime();
	for (int i = 0; i < 1000; i++) {
		int x = r.nextInt(1000 - 10) + 10;
		treeSet.add(new Dog(x));
	}
	// end time
	endTime = System.nanoTime();
	duration = endTime - startTime;
	System.out.println("TreeSet: " + duration);
 
	// start time
	startTime = System.nanoTime();
	for (int i = 0; i < 1000; i++) {
		int x = r.nextInt(1000 - 10) + 10;
		linkedSet.add(new Dog(x));
	}
	// end time
	endTime = System.nanoTime();
	duration = endTime - startTime;
	System.out.println("LinkedHashSet: " + duration);
 
}

从这个输出的结果来看，HashSet是最快的：


HashSet: 2244768
TreeSet: 3549314
LinkedHashSet: 2263320

这个测试并不精准，但是可以看出因为TreeSet是排序的所以它是最慢的。

原文链接：http://www.programcreek.com/2013/03/hashset-vs-treeset-vs-linkedhashset/

下边是原文的一些评论，这里一并翻译出来：

如果你想访问set中的任意元素，无疑TreeSet是最快的，因为TreeSet已经排序好了无需再遍历整个数组或者是链表。所有的linked实现的结构在访问任意元素傻上都很慢，但是在移动和替换元素上是很快的。

HashSet是大多内存要求的，如果你有大量的RAM，并且在你的set中的读写的性能相对合理的话，那么HashSet是个不错的选择。

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