【Java语法栏——Java集合三】Set接口_java set接口

一 Set集合概念

1 Set集合概念

在 Java 中，Set 是集合框架中的一种接口，它表示不允许包含重复元素的集合。Set 接口继承自 Collection 接口，它没有提供额外的方法，但是它保证了集合中不会包含相同的元素。Set 接口的主要实现类有 HashSet、LinkedHashSet、TreeSet 等。

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2 Set集合特点

• 无序：Set 不保证元素的顺序，即元素不按照特定的顺序存储和访问。
• 不可重复：不允许包含重复的元素。如果试图向 Set 中添加已经存在的元素，add 方法将返回 false。
• 无索引：没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历，也不能通过索引来获取元素。

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3 Set集合的实现类

• HashSet：底层是哈希表，线程不安全的，无序，不重复，无索引（使用场景：对集合中的元素去重）
• LinkedHashSet：底层是链表+哈希表，线程不安全的，有序，不重复，无索引（使用场景：对集合中的元素去重，而且保证存取顺序）
• TreeSet：底层是二叉树，线程不安全的，可排序，不重复，无索引（使用场景：对集合中的元素进行排序）

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二 实现方式

采用多态的形式

Set<String> set=new HashSet<>();
Set<String> set=new LinkedHashSet<>();
Set<String> set=new TreeSet<>();

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三 常用方法

和Collection接口的方法大概一致，以下列举部分

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四 Set的实现类HashSet

1 HashSet底层原理

HashSet集合底层采取哈希表存储数据

注：哈希表是一种对于增删改查数据性能都较好的结构。

哈希表的组成：

• JDK8之前：数组+链表

• JDK8之后：数组+链表+红黑树

存储规则：

1. 创建一个默认长度为16，默认加载因子为0.75的数组，数组名为table
2. 根据元素的哈希值与数组长度计算出应存入的位置
3. 判断当前位置是否为null，如果是null则存入
4. 如果位置不为null，表示有元素，则调用equals方法比较属性值
5. 比较结果如果一致：不存储；比较结果不一致，形成链表

• JDK8之前：新元素存入数组，老元素挂在新元素下面
• JDK8之后：新元素直接挂在老元素下面。当链表长度超过8，而且数组长度大于等于64时，自动转换为红黑树；如果集合存储的是自定义对象，必须要重写hashCode和equals方法（因为如果不重写，比较的就是对象的地址值，为false）。 

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五 Set的实现类LinkedHashSet

1 LinkedHashSet底层原理

HashSet集合底层采取哈希表存储数据，每个元素额外的多了一个双链表的机制记录存储的顺序

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六 Set的实现类TreeSet

1 TreeSet底层原理

HashSet集合底层采取红黑树存储数据

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2 TreeSet排序规则

方式一：默认排序/自然排序

（1）默认排序

• 对于数值类型：Integer，Double，默认按照从小到大的顺序进行排序
• 对于字符、字符串类型，按照字符在ASCII码表中的数字升序进行排序

测试数字的排序

/**
 * 测试数字的排序
 */
public class TreeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Integer> set=new TreeSet<>();
        set.add(1);
        set.add(9);
        set.add(2);
        set.add(6);
        System.out.println(set);
    }
}

测试字符串的排序

/**
 * 测试字符串的排序
 */
public class TreeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> set=new TreeSet<>();
        set.add("ab");
        set.add("ac");
        set.add("aba");
        set.add("c");
        set.add("cdb");
        set.add("bdddd");
        System.out.println(set);
    }
}

（2）JavaBean类实现Comparable接口指定比较规则

public class Teacher implements Comparable<Teacher>{
    private String name;
    private int age;
 
    public Teacher(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    public int getAge() {
        return age;
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return "Teacher{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
 
    @Override
    public int compareTo(Teacher o) {
        System.out.println("this:"+this+",o:"+o);
        System.out.println("---------------------------");
        return this.getAge()-o.getAge();
    }
}

此处就重写了一个方法compareTo

o：红黑树中的元素

this：即将要插入的元素

return：

• 0：当前要添加的元素已存在，不添加
• 负数：当前要添加的元素是小的，添加到红黑树的左子树
• 正数：当前要添加的元素是大的，添加到红黑树的右子树

import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;
 
public class TreeSetComparable {
    public static void main(String[] args) {
        Teacher t1 = new Teacher("张三", 23);
        Teacher t2 = new Teacher("李四", 24);
        Teacher t3 = new Teacher("王五", 20);
        Teacher t4 = new Teacher("赵六", 24);
 
        Set<Teacher> set = new TreeSet<>();
        set.add(t1);
        set.add(t2);
        set.add(t3);
        set.add(t4);
 
        System.out.println(set);
 
    }
}

默认使用第一种，如果第一种不能满足当前需求，就使用第二种

方式二：比较器排序

import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;
 
public class TreeSetComparator {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<String> set=new TreeSet<>(new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                //按照长度排序
                int i=o1.length()-o2.length();
                //如果长度一致则按照首字母排序
                i=i==0?o1.compareTo(o2):i;
                return i;
            }
        });
        set.add("hello");
        set.add("helle");
        set.add("holle");
        set.add("to");
        set.add("java");
        System.out.println(set);
    }
}

注：返回值和上述方式1一致，此处的compareTo是String的方法。