java容器 Set

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了java容器 Set相关的知识,希望对你有一定的参考价值。



Set的简介

  • Set继承于Collection接口,是一个不允许出现重复元素,并且无序的集合,主要有HashSet和TreeSet两大实现类。
  • 在判断重复元素的时候,Set集合会调用hashCode()和equal()方法来实现。
  • HashSet是哈希表结构,主要利用HashMap的key来存储元素,计算插入元素的hashCode来获取元素在集合中的位置;
  • TreeSet是红黑树结构,每一个元素都是树中的一个节点,插入的元素都会进行排序;

常用方法

与List接口一样,Set接口也提供了集合操作的基本方法。

但与List不同的是,Set还提供了equals(Object o)和hashCode(),供其子类重写,以实现对集合中插入重复元素的处理;


HashSet

简介

HashSet实现Set接口,底层由HashMap来实现,为哈希表结构,新增元素相当于HashMap的key,value默认为一个固定的Object。当有元素插入的时候,会计算元素的hashCode值,将元素插入到哈希表对应的位置中来;它继承于AbstractSet,实现了Set, Cloneable, Serializable接口。

  • HashSet继承AbstractSet类,获得了Set接口大部分的实现,减少了实现此接口所需的工作,实际上是又继承了AbstractCollection类;
  • HashSet实现了Set接口,获取Set接口的方法,可以自定义具体实现,也可以继承AbstractSet类中的实现;
  • HashSet实现Cloneable,得到了clone()方法,可以实现克隆功能;
  • HashSet实现Serializable,表示可以被序列化,通过序列化去传输,典型的应用就是hessian协议。

特点

  • 不允许出现重复因素;
  • 允许插入Null值;
  • 元素无序(添加顺序和遍历顺序不一致);
  • 线程不安全,若2个线程同时操作HashSet,必须通过代码实现同步;

基本操作

HashSet底层由HashMap实现,插入的元素被当做是HashMap的key,根据hashCode值来确定集合中的位置,由于Set集合中并没有角标的概念,所以并没有像List一样提供get()方法。当获取HashSet中某个元素时,只能通过遍历集合的方式进行equals()比较来实现;

public class HashSetTest {
    public static void main(String[] agrs){
        //创建HashSet集合:
        Set<String> hashSet = new HashSet<String>();
        System.out.println("HashSet初始容量大小:"+hashSet.size());

        //元素添加:
        hashSet.add("my");
        hashSet.add("name");
        hashSet.add("is");
        hashSet.add("jiaboyan");
        hashSet.add(",");
        hashSet.add("hello");
        hashSet.add("world");
        hashSet.add("!");
        System.out.println("HashSet容量大小:"+hashSet.size());

        //迭代器遍历:
        Iterator<String> iterator = hashSet.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            String str = iterator.next();
            System.out.println(str);
        }
        //增强for循环
        for(String str:hashSet){
            if("jiaboyan".equals(str)){
                System.out.println("你就是我想要的元素:"+str);
            }
            System.out.println(str);
        }

        //元素删除:
        hashSet.remove("jiaboyan");
        System.out.println("HashSet元素大小:" + hashSet.size());
        hashSet.clear();
        System.out.println("HashSet元素大小:" + hashSet.size());

        //集合判断:
        boolean isEmpty = hashSet.isEmpty();
        System.out.println("HashSet是否为空:" + isEmpty);
        boolean isContains = hashSet.contains("hello");
        System.out.println("HashSet是否为空:" + isContains);
    }
}

元素不重复的原理

在向HashMap中添加元素时,先判断key的hashCode值是否相同,如果相同,则调用equals()、==进行判断,若相同则覆盖原有元素;如果不同,则直接向Map中添加元素;


TreeSet

此集合的实现和树结构有关。与HashSet集合类似,TreeSet也是基于Map来实现,其底层结构为红黑树

特点

与HashSet不同的是,TreeSet具有排序功能,分为自然排序(123456)和自定义排序两类,默认是自然排序;在程序中,我们可以按照任意顺序将元素插入到集合中,等到遍历时TreeSet会按照一定顺序输出--倒序或者升序

  • 对插入的元素进行排序,是一个有序的集合(主要与HashSet的区别);
  • 底层使用红黑树结构,而不是哈希表结构;
  • 允许插入Null值;
  • 不允许插入重复元素;
  • 线程不安全;

接口

它继承AbstractSet,实现NavigableSet, Cloneable, Serializable接口

  • 与HashSet同理,TreeSet继承AbstractSet类,获得了Set集合基础实现操作;
  • TreeSet实现NavigableSet接口,而NavigableSet又扩展了SortedSet接口。这两个接口主要定义了搜索元素的能力,例如给定某个元素,查找该集合中比给定元素大于、小于、等于的元素集合,或者比给定元素大于、小于、等于的元素个数;简单地说,实现NavigableSet接口使得TreeSet具备了元素搜索功能;
  • TreeSet实现Cloneable接口,意味着它也可以被克隆;
  • TreeSet实现了Serializable接口,可以被序列化,可以使用hessian协议来传输;

基本操作

public class TreeSetTest {
    public static void main(String[] agrs){
        TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<String>();
        System.out.println("TreeSet初始化容量大小:"+treeSet.size());

        //元素添加:
        treeSet.add("my");
        treeSet.add("name");
        treeSet.add("jiaboyan");
        treeSet.add("hello");
        treeSet.add("world");
        treeSet.add("1");
        treeSet.add("2");
        treeSet.add("3");
        System.out.println("TreeSet容量大小:" + treeSet.size());
        System.out.println("TreeSet元素顺序为:" + treeSet.toString());

        //增加for循环遍历:
        for(String str:treeSet){
            System.out.println("遍历元素:"+str);
        }

        //迭代器遍历:升序
        Iterator<String> iteratorAesc = treeSet.iterator();
        while(iteratorAesc.hasNext()){
            String str = iteratorAesc.next();
            System.out.println("遍历元素升序:"+str);
        }

        //迭代器遍历:降序
        Iterator<String> iteratorDesc = treeSet.descendingIterator();
        while(iteratorDesc.hasNext()){
            String str = iteratorDesc.next();
            System.out.println("遍历元素降序:"+str);
        }

        //元素获取:实现NavigableSet接口
        String firstEle = treeSet.first();//获取TreeSet头节点:
        System.out.println("TreeSet头节点为:" + firstEle);

        // 获取指定元素之前的所有元素集合:(不包含指定元素)
        SortedSet<String> headSet = treeSet.headSet("jiaboyan");
        System.out.println("jiaboyan节点之前的元素为:"+headSet.toString());

        //获取给定元素之间的集合:(包含头,不包含尾)
        SortedSet subSet = treeSet.subSet("1","world");
        System.out.println("1--jiaboan之间节点元素为:"+subSet.toString());

        //集合判断:
        boolean isEmpty = treeSet.isEmpty();
        System.out.println("TreeSet是否为空:"+isEmpty);
        boolean isContain = treeSet.contains("who");
        System.out.println("TreeSet是否包含who元素:"+isContain);

        //元素删除:
        boolean jiaboyanRemove = treeSet.remove("jiaboyan");
        System.out.println("jiaboyan元素是否被删除"+jiaboyanRemove);

        //集合中不存在的元素,删除返回false
        boolean whoRemove = treeSet.remove("who");
        System.out.println("who元素是否被删除"+whoRemove);
               //删除并返回第一个元素:如果set集合不存在元素,则返回null
        String pollFirst = treeSet.pollFirst();
        System.out.println("删除的第一个元素:"+pollFirst);

        //删除并返回最后一个元素:如果set集合不存在元素,则返回null
        String pollLast = treeSet.pollLast();
        System.out.println("删除的最后一个元素:"+pollLast);

        treeSet.clear();//清空集合:
    }
}

使用

若是想添加自定义的类,那么就必须满足以下两点的任意一点

  • 实现Comparetor接口,并重写compare方法
  • 实现Comparable接口,并重写compareTo方法

调用方法的结果

结果返回大于0时,方法前面的值大于方法中的值;

结果返回等于0时,方法前面的值等于方法中的值;

结果返回小于0时,方法前面的值小于方法中的值;

LinkedHashSet

LinkedHashSet是Set集合的一个实现,具有set集合不重复的特点,同时具有可预测的迭代顺序,也就是我们插入的顺序。

并且linkedHashSet是一个非线程安全的集合。如果有多个线程同时访问当前linkedhashset集合容器,并且有一个线程对当前容器中的元素做了修改,那么必须要在外部实现同步保证数据的冥等性。

扩容方式与hashmap相同,返回结果为存储时的顺序,这是由于链表的特性,指向存储,通过hash的特性来保证唯一性。

以上是关于java容器 Set的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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java容器类3:set/HastSet/MapSet深入解读

java第八章:集合容器之Set接口

代码片段 - Golang 实现集合操作

Java--容器认识