Java集合 -- HashSet 与TreeSet和LinkedHashSet的区别

Posted 2021-02-09 wkcode

原文：https://www.cnblogs.com/wl0000-03/p/6019627.html

Set接口

　　 Set不允许包含相同的元素，如果试图把两个相同元素加入同一个集合中，add方法返回false。

　　Set判断两个对象相同不是使用==运算符，而是根据equals方法。也就是说，只要两个对象用equals方法比较返回true，Set就不会接受这两个对象。

HashSet与TreeSet都是基于Set接口的实现类。其中TreeSet是Set的子接口SortedSet的实现类。Set接口及其子接口、实现类的结构如下所示：

         |——SortedSet接口——TreeSet实现类

Set接口—— |——HashSet实现类                

         |——LinkedHashSet实现类

HashSet

 HashSet有以下特点
?  不能保证元素的排列顺序，顺序有可能发生变化
?  不是同步的
?  集合元素可以是null,但只能放入一个null

 　　当向HashSet结合中存入一个元素时，HashSet会调用该对象的hashCode()方法来得到该对象的hashCode值，然后根据 hashCode值来决定该对象在HashSet中存储位置。

 　　简单的说，HashSet集合判断两个元素相等的标准是两个对象通过equals方法比较相等，并且两个对象的hashCode()方法返回值相等

 　　注意，如果要把一个对象放入HashSet中，重写该对象对应类的equals方法，也应该重写其hashCode()方法。其规则是如果两个对象通过equals方法比较返回true时，其 hashCode也应该相同。另外，对象中用作equals比较标准的属性，都应该用来计算 hashCode的值。

TreeSet　

　　TreeSet类型是J2SE中唯一可实现自动排序的类型

　　 TreeSet是SortedSet接口的唯一实现类，TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。TreeSet支持两种排序方式，自然排序 和定制排序，其中自然排序为默认的排序方式。向 TreeSet中加入的应该是同一个类的对象。

　　 TreeSet判断两个对象不相等的方式是两个对象通过equals方法返回false，或者通过CompareTo方法比较没有返回0

自然排序

　　自然排序使用要排序元素的CompareTo（Object obj）方法来比较元素之间大小关系，然后将元素按照升序排列。

　　 Java提供了一个Comparable接口，该接口里定义了一个compareTo(Object obj)方法，该方法返回一个整数值，实现了该接口的对象就可以比较大小。

　　obj1.compareTo(obj2)方法如果返回0，则说明被比较的两个对象相等，如果返回一个正数，则表明obj1大于obj2，如果是 负数，则表明obj1小于obj2。

　　如果我们将两个对象的equals方法总是返回true，则这两个对象的compareTo方法返回应该返回0

定制排序

　　自然排序是根据集合元素的大小，以升序排列，如果要定制排序，应该使用Comparator接口，实现 int compare(To1,To2)方法

LinkedHashSet

　　LinkedHashSet集合同样是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置，但是它同时使用链表维护元素的次序。这样使得元素看起来像是以插入顺序保存的，也就是说，当遍历该集合时候，LinkedHashSet将会以元素的添加顺序访问集合的元素。

　　LinkedHashSet在迭代访问Set中的全部元素时，性能比HashSet好，但是插入时性能稍微逊色于HashSet。

　　有许多人学了很长时间的Java，但一直不明白hashCode方法的作用， 

　　我来解释一下吧。首先，想要明白hashCode的作用，你必须要先知道Java中的集合。

java的HashCode方法

　　总的来说，Java中的集合（Collection）有两类，一类是List，再有一类是Set。

　　你知道它们的区别吗？前者集合内的元素是有序的，元素可以重复；后者元素无序，但元素不可重复。

　　那么这里就有一个比较严重的问题了：要想保证元素不重复，可两个元素是否重复应该依据什么来判断呢？

　　 这就是Object.equals方法了。但是，如果每增加一个元素就检查一次，那么当元素很多时，后添加到集合中的元素比较的次数就非常多了。 也就是说，如果集合中现在已经有1000个元素，那么第1001个元素加入集合时，它就要调用1000次equals方法。这显然会大大降低效率。 

　　于是，Java采用了哈希表的原理。哈希（Hash）实际上是个人名，由于他提出一哈希算法的概念，所以就以他的名字命名了。 哈希算法也称为散列算法，是将数据依特定算法直接指定到一个地址上。如果详细讲解哈希算法，那需要更多的文章篇幅，我在这里就不介绍了。

　　初学者可以这样理解，hashCode方法实际上返回的就是对象存储的物理地址（实际可能并不是）。   这样一来，当集合要添加新的元素时，先调用这个元素的hashCode方法，就一下子能定位到它应该放置的物理位置上。 如果这个位置上没有元素，它就可以直接存储在这个位置上，不用再进行任何比较了；如果这个位置上已经有元素了， 就调用它的equals方法与新元素进行比较，相同的话就不存了，不相同就散列其它的地址。 所以这里存在一个冲突解决的问题。这样一来实际调用equals方法的次数就大大降低了，几乎只需要一两次。   所以，Java对于eqauls方法和hashCode方法是这样规定的：

1、如果两个对象相同，那么它们的hashCode值一定要相同；

2、如果两个对象的hashCode相同，它们并不一定相同  

上面说的对象相同指的是用eqauls方法比较。你当然可以不按要求去做了，但你会发现，相同的对象可以出现在Set集合中。同时，增加新元素的效率会大大下降。

hashcode这个方法是用来鉴定2个对象是否相等的。 那你会说，不是还有equals这个方法吗？ 不错，这2个方法都是用来判断2个对象是否相等的。但是他们是有区别的。 一般来讲，equals这个方法是给用户调用的，如果你想判断2个对象是否相等，你可以重写equals方法，然后在代码中调用，就可以判断他们是否相等 了。简单来讲，equals方法主要是用来判断从表面上看或者从内容上看，2个对象是不是相等。

举个例子，有个学生类，属性只有姓名和性别，那么我们可以 认为只要姓名和性别相等，那么就说这2个对象是相等的。

hashcode方法一般用户不会去调用，比如在hashmap中，由于key是不可以重复的，他在判断key是不是重复的时候就判断了hashcode 这个方法，而且也用到了equals方法。这里不可以重复是说equals和hashcode只要有一个不等就可以了！所以简单来讲，hashcode相当于是一个对象的编码，就好像文件中的md5，他和equals不同就在于他返回的是int型的，比较起来不直观。我们一般在覆盖equals的同时也要覆盖hashcode，让他们的逻辑一致。

举个例子，还是刚刚的例子，如果姓名和性别相等就算2个对象相等的话，那么hashcode的方法也要返回姓名的hashcode值加上性别的hashcode值，这样从逻辑上，他们就一致了。 要从物理上判断2个对象是否相等，用==就可以了。