Set接口

Posted 2020-12-18 crabdumplings

Set接口

Set接口中没有定义额外的新的方法，使用的都是Collection中声明的方法

存储数据特点

无序的，不可重复的数据

• 无序性

  • 不等于随机性
  • 以HashSet为例说明
    • 存储的数据在底层数组中并非按照数组索引的顺序进行添加，而是根据数据的哈希值决定的

• 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

要求

1. 向Set中添加数据，其所在的类一定要重写hashCode()和equals()方法，两个方法可以自动生成

   （如果没有重写hashCode()方法，相当于系统随机安排一个数字给该元素的hash值，即使两个元素相同，但是他们的hash值不同，还是会添加到数组中。重写hashCode()，两个元素的hash值根据同一个逻辑算出）

2. 重写的hashCode()和equals()方法尽可能保持一致性

3. 相等的对象必须具有相等的散列码（哈希值）

自动生成的hashCode()方法中会出现31这个系数的原因

• 选择系数的时候尽量选择大的系数，计算出的hash值越大，“冲突”就越少，查找起来效率也会提高
• 31占用5bits，相乘造成的数据溢出的概率较小
• 31是个素数，素数本身只能被本身和1整除，可以减少冲突

HashSet（主要实现类）

添加元素的过程

（hashSet底层是一个数组，长度为16）

图解

过程

底层：数组 + 链表

1. 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
2. 此哈希值接着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）
3. 判断数组此位置上是否已有元素

   • 如果此位置没有其他元素，则元素a添加成功

   • 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a与元素b的哈希值

     （存放位置相同的两个元素哈希值不一定相同）

     • 如果hash值不相同，则元素添加成功
     • 如果hash值相同，进而调用元素a所在的equals()方法
       • equals()返回true，元素a添加失败
       • equals()返回false，元素a添加成功

说明

两个元素的hash值不同或者equals返回false时，元素a与已经存在指定索引位置上的数据以链表的方式存储

• 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：七是头插法，八是尾插法（七上八下）

LinkedHashSet

• HashSet的子类
• 遍历其内部数据是可以按照添加的顺序去遍历

注意：即使遍历出的数据顺序是按照添加顺序显示的，但是LinkedHashHashSet中的数据特点依旧是无序的，不可重复的

添加元素的过程

• 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的地址值
• 优点：对于频繁的遍历操作，使用LinkedHashSet效率高于HashSet

TreeSet

• 要求放入的数据属于同一个类的对象
• 可以按照添加对象的指定属性，进行排序
• 会使用到Comparable和Comparator两个排序接口
• 底层采用红黑树存储结构（小放左，大放右），其特点是有序，查询速度比List快

注意：向TreeSet中添加的数据，要求是相同类的对象

自定义类两种排序方式（Java比较器）

https://www.cnblogs.com/CrabDumplings/p/13339146.html

自然排序（实现Comparable接口）

比较两个函数是否相同的标准为compareTo()方法返回0，不再是equals()方法

代码实现

• 普通情况，按照名字进行排序

//Students类中的compareTo方法，按照名字进行排序
public int compareTo(Object o) {
        if(o instanceof Students){
            Students s = (Students)o;
            return this.name.compareTo(s.name);
        }else{
            throw new RuntimeException("传入数据类型不一致");
        }

    }

//测试函数
public void test13(){
        TreeSet set = new TreeSet();

        set.add(new Students("Tom",18,90));
        set.add(new Students("Ann",19,75));
        set.add(new Students("Lisa",20,86));
        set.add(new Students("Jack",21,50));
        set.add(new Students("Jerry",19,60));

        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

运行结果

• 排序的信息有相同的情况（名字相同，其他信息不相同）

  利用二次排序

  按照名字进行比较，如果名字相同，在compareTo中比较返回值为0（TreeSet中判断是否相同的标准不再是equals，而是compareTo）

//姓名从小到大排列，姓名相同的年龄从小到大排列
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if(o instanceof Students){
            Students s = (Students)o;
//            return this.name.compareTo(s.name);
            int compare = this.name.compareTo(s.name);
            //姓名不一样
            if(compare != 0){
                return compare;
            }else {
                //姓名一样
                return Integer.compare(this.age,s.age);
            }
        }else{
            throw new RuntimeException("传入数据类型不一致");
        }

    @Test
    public void test13(){
        TreeSet set = new TreeSet();

        set.add(new Students("Tom",18,90));
        set.add(new Students("Ann",19,75));
        set.add(new Students("Lisa",20,86));
        set.add(new Students("Jack",21,50));
        set.add(new Students("Jerry",19,60));
        set.add(new Students("Jerry",22,70));

        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

运行结果

定制排序（实现Comparator接口）

在定制排序中，比较两个对象是否相同的标准为compare()，是否返回0，不再是equals()方法

TreeSet set = new TreeSet();

构造器没有参数的时候直接为自然排序

TreeSet set = new TreeSet(com);

构造器有蚕食的时候，按照com的定制排序进行排序

代码实现

• 普通情况，按照年龄进行排序

//年龄从小到大进行排序
public void test14(){
        Comparator com = new Comparator() {
            //按照年龄从小到大排列
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if(o1 instanceof Students || o2 instanceof Students){
                    Students s1 = (Students)o1;
                    Students s2 = (Students)o2;
                    return Integer.compare(s1.getAge(),s2.getAge());
                }else{
                    throw new RuntimeException("传入数据类型不一致");
                }
            }
        };
        TreeSet set = new TreeSet(com);
        set.add(new Students("Tom",18,90));
        set.add(new Students("Ann",19,75));
        set.add(new Students("Lisa",20,86));
        set.add(new Students("Jack",21,50));
        set.add(new Students("Jerry",19,60));
        set.add(new Students("Jerry",22,70));

        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

运行结果

• 排序的信息有相同的情况（年龄相同，其他信息不相同）

public void test14(){
        Comparator com = new Comparator() {
            //按照年龄从小到大排列
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if(o1 instanceof Students || o2 instanceof Students){
                    Students s1 = (Students)o1;
                    Students s2 = (Students)o2;
//                    return Integer.compare(s1.getAge(),s2.getAge());
                    int compare = Integer.compare(s1.getAge(), s2.getAge());
                    if(compare != 0){
                        return Integer.compare(s1.getAge(),s2.getAge());
                    }else{
                        return s1.getName().compareTo(s2.getName());
                    }
                }else{
                    throw new RuntimeException("传入数据类型不一致");
                }
            }
        };
        TreeSet set = new TreeSet(com);
        set.add(new Students("Tom",18,90));
        set.add(new Students("Ann",19,75));
        set.add(new Students("Lisa",20,86));
        set.add(new Students("Jack",21,50));
        set.add(new Students("Jerry",19,60));
        set.add(new Students("Jerry",22,70));

        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

运行截图