【JAVA学习之路 | 进阶篇】Set及其实现类与常用方法_set的实现类

1.Set及其常用实现类

Set接口是java.util.Collection接口的子接口.用来存储一个一个的数据.后面学习到的Map接口则用来存储key-value键值对.

Set : 存储无序的,不可重复的数据
    |----->HashSet : 主要实现类 : 底层使用的是HashMap,即使用数组+单向链表+红黑树来存储。
        |----->LinkedSet : 是HashSet的子类,在其存储结构的基础上,增加了一组双向链表,用来记录添加                        
                           元素的先后顺序。即我们可以按照添加的顺序实现遍历.便于频繁查询工作。
    |----->TreeSet : 底层使用红黑树进行存储,可以按照添加的元素的指定属性的大小顺序来进行遍历.

2.Set中常用方法

即Collection接口中的15个抽象方法.没有新增的方法.

3.Set中无序性与不可重复性的理解

(1). 无序性 :并不等同于随机性.

添加元素的顺序与遍历元素的顺序不一致,是否能说明Set的无序性呢？其实是不可以的.因为可以看到,多次运行,遍历结果还是第一次的遍历元素的顺序.

@Test
    public void Test1() {
        Set set = new HashSet();
        //自动装箱
        set.add(12);
        set.add(34);
        set.add("hexua");
        set.add('a');
        //foreach循环
        for (Object obj : set) {
            System.out.println(obj);
        }
    }
 
控制台
//多次运行，都是这个顺序
a
34
12
hexua

无序性与添加的元素的位置有关.其并不像ArrayList是连续排列的.其是根据哈希函数算得的哈希值计算其在数组中的存储位置，因为该位置不是依次紧密排列的，表现为无序性.(学过数据结构的应该觉得比较好理解一点)

(2). 不可重复性 : 添加到Set元素中的元素不能相同.

其比较的标准是hashCode()得到的哈希值及equals()得到的boolean类型的结果.只有哈希值相等，而且equals()返回true，则判断元素已重复，所以不将该元素添加到Set中.

(3). 注 : 添加到HashSet/LinkedHashSet的元素的要求 : 必须重写Object类中的HashCode与equals方法.且二者需要保持一致性.

4.HashSet的底层结构

通过查看源码，发现HashSet的底层是通过HashMap来实现的.

public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }

而HashMap的底层使用数组+单向链表+红黑树来存储.

例如add(12)，通过hashCode方法可以算出一个哈希值，并将该元素放到该哈希值对应的位置存储.该位置存储的是元素的地址.接着后面add(23)，add(34)...如果hashCode()算得某个位置，并且该位置已经存储了某个元素的地址(哈希冲突)，那么第一个元素可以存储第二个元素的引用，从而构成了单链表.

重复性判断可以这样理解.hashCode()算出一个哈希值，找到该哈希值对应的位置，将该元素(A)与该位置对应的元素(B)(只有单元素情况)进行equals比较.如果相等，则返回，不加入到HashSet中，如果不相等，则原来的元素(B)存储该元素(A)的引用，即加入到HashSet中.如果哈希值对应的位置指向的一条单向链表，则将该元素与指向的一条单链表依次比较.

5.TreeSet的使用

(1). 查看源码发现，TreeSet底层是通过TreeMap实现，故TreeSet底层使用红黑树进行存储.

(2). 可以按照添加元素的指定的属性大小的顺序进行遍历.

(3). 要求 : 添加到TreeSet中的元素对象必须是同一类型，否则会报错.添加的元素需要考虑排序.自然排序or定制排序.即实现Comparable接口重写CompareTo方法或者实现Comparator接口重写Compare方法.

(4). 判断数据是否相等的标准.

• 由于TreeSet并不是由数组+单向链表进行存储，所以不必重写hashCode与equals方法.
• 标准考虑自然排序或者定制排序.由于TreeSet中不能存在相同的元素，所以后一个相同的元素不能被添加到TreeSet中.

自然排序(Comparable接口实现compareTo方法)以名字作为比较的依据.

public class Person implements Comparable{
    private String name;
    private int age;
 
    public Person() {
    }
 
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
 
    public String getName() {
        return name;
    }
 
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
 
    public int getAge() {
        return age;
    }
 
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
 
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if (o instanceof Person) {
            Person p = (Person) o;
            return this.getName().compareTo(p.getName());
        }
        throw new RuntimeException("异常");
    }
}
 
@Test
    public void Test2() {
        Set set = new TreeSet();
        set.add(new Person("mahuateng", 50));
        set.add(new Person("dinglei", 51));
        set.add(new Person("liuqiangdong", 49));
        set.add(new Person("mayun", 52));
        for (Object obj : set) {
            //默认调用toString方法
            System.out.println(obj);
        }
    }
 
控制台
Person{name='dinglei', age=51}
Person{name='liuqiangdong', age=49}
Person{name='mahuateng', age=50}
Person{name='mayun', age=52}

定制排序(Comparator接口实现Compare方法)以名字作为比较的依据.

按住Ctrl+p，查看到可以放比较器实参.

@Test
    public void Test2() {
        Set set = new TreeSet(new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if (o1 instanceof Person && o2 instanceof Person) {
                    Person p1 = (Person) o1;
                    Person p2 = (Person) o2;
                    return p1.getAge() - p2.getAge();
                }
                throw new RuntimeException();
            }
        });
        set.add(new Person("mahuateng", 50));
        set.add(new Person("dinglei", 51));
        set.add(new Person("liuqiangdong", 49));
        set.add(new Person("mayun", 52));
        for (Object obj : set) {
            System.out.println(obj);
        }
    }
 
控制台
Person{name='liuqiangdong', age=49}
Person{name='mahuateng', age=50}
Person{name='dinglei', age=51}
Person{name='mayun', age=52}