Java Collection接口的子接口之Set接口的详解

Posted 2021-11-04 路宇

一、Set接口的框架：

1.Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象
2.Set接口：存储无序的，不可重复的数据 ，说白了就是高中讲的"集合"
3.HashSet接口：作为Set接口的主要实现类，线程不安全的，可以存储null值
4.LinkedHashSet：作为HashSet的子类，遍历其内部数据时，可以按照添加的顺序进行遍历。
对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet
5.TreeSet接口：可以按照添加对象的指定属性，进行排序。

二、Set集合的无序性与不可重复性的理解：

1. 无序性：不等于随机性，存储的数据在底层数组中并非按照数组索引的顺序添加，而是根据数据的哈希值决定的。
2. 不可重复性：保证添加的元素按照equals()判断时，不能返回true，即：相同的元素只能添加一个
3. Set接口中没有额外定义新方法，使用的都是Collection中声明过的方法
4. 要求：向Set中添加的数据，其所在的类一定要重写equals()方法和hashCode()方法
   要求：重写的hashCode和equals()方法尽可能保持一致性：相等的对象必须具有相等的散列码(hash值)
   重写两个方法的小技巧：对象中用作equals()方法比较的Field,都应该用来计算hashCode值.用快捷键直接生成就行了。

三、添加元素的过程：以HashSet为例：

我们向HashSet中添加元素a，首先调用元素a所在类的HashCode()方法，计算元素a的哈希值，此哈希值通过某种算法计算出在HashSet底层数组中的存放位置(即为：索引位置)，判断数组此位置上是否已经有元素。
如果此位置上没有其他元素，则元素a添加成功 ----情况1
如果此位置上有其他元素b（或以链表形式存在的多个元素），则比较元素a与元素b的hash值。
如果hash值不同，则元素a添加成功 -----情况2
如果hash值相同，进而需要调用元素a所在类的equals()方法，equals()返回true，则元素a添加失败，
equals()返回false，则元素a添加成功… ------情况3

注：对于添加成功的情况2和情况3而言，元素a与已经存在指定索引位置上数据以链表的形式存储
JDK7:元素a放到数组中，指向原来的元素
JDK8:原来的元素在数组中，指向元素a

总结：七上八下
HashSet底层：数组+链表的结构

四、LinkedHashSet的使用

1.LinkedHashSet作为HashSet的子类，在添加数据的同时，每个数据还维护了两个引用，记录此数据前一个数据和后一个数据
优点：对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet

	@Test
    public void SetTest(){
        Set hashSet = new LinkedHashSet();
        hashSet.add("hello");
        hashSet.add("AA");
        hashSet.add(12);
        hashSet.add(12);
        hashSet.add("cc");
        hashSet.add(new User("小红",13));
        hashSet.add(new User("小红",13));
        Iterator iterator = hashSet.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

遍历的结果：是按照添加的顺序，进行遍历的。

hello
AA
12
cc
www.entity.User@168edbb

四、TreeSet的使用

1. 向TreeSet中添加的数据，要求是相同类的对象
2. 两种排序方式：自然排序和定制排序
3. 自然排序中，比较两个对象是否相同的标准为：CompareTo()返回0，不再是equals

	@Test
    public void TreeSetTest(){
        TreeSet set = new TreeSet();
        //失败：不能添加不同类的对象
//        set.add("hello");
//        set.add("AA");
//        set.add(12);
//        set.add(12);
//        set.add("cc");
//        set.add(new User("Tom",13));
        //举例1. Integer类型 按照从小到大的顺序排列
//        set.add(23);
//        set.add(77);
//        set.add(-53);
//        set.add(12);
//        set.add(56);

        //举例2. String类型 按照从小到大的顺序排列
//        set.add("23");
//        set.add("abe");
//        set.add("android");
//        set.add("JAVA");
//        set.add("ios");
        //举例3. 对象 按照从小到大的顺序排列
        set.add(new User("Tom",13));
        set.add(new User("Jack",23));
        set.add(new User("Mary",15));
        set.add(new User("Jerry",20));
        set.add(new User("Jim",33));
        set.add(new User("Jim",33));
        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

User类：

package www.entity;

import java.util.Objects;

public class User implements Comparable {
    private String name;
    private int age;

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        System.out.println("执行了");
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        User user = (User) o;
        return age == user.age &&
                Objects.equals(name, user.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }

    public User(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;
    }
    //按照姓名从大到小排列，年龄从小到大排列
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if (o instanceof User){
            User user = (User) o;
            int compare = -this.name.compareTo(user.name);
            if (compare!=0){
                return compare;
            }else {
                return Integer.compare(this.age, user.age);
            }
        }else {
            throw new RuntimeException("输入的类型不匹配！");
        }
    }
}

4.定制排序：比较两个对象是否相同的标准为：CompareTo()返回0，不再是equals

@Test
    public void test4() {
        Comparator comparator = new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                //按照年龄从小到大排序
                if (o1 instanceof User && o2 instanceof User) {
                    User u1 = (User) o1;
                    User u2 = (User) o2;
                    return Integer.compare(u1.getAge(), u2.getAge());
                } else {
                    throw new RuntimeException("输入的数据类型不匹配");
                }
            }
        };
        TreeSet set = new TreeSet(comparator);
        set.add(new User("Tom", 13));
        set.add(new User("Jack", 23));
        set.add(new User("Mary", 15));
        set.add(new User("Jerry", 20));
        set.add(new User("Jim", 33));
        set.add(new User("Toke", 33));
        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

输出结果：年龄从小到大排序，如果有相同年龄的，按自上而下的顺序，输出，后面哪个就不再输出。