java--集合框架总结1--set总结

Posted 2020-09-06

一、集合框架的概述。

基础的数据结构有数组，链表，栈，队列，二叉树等，java中的数据结构，利用了这些基本的数据结构分别实现了很丰富的集合框架类型，下面简单地总结下关于java集合框架的基础内容，在进行总结前，先大概看看java中主要的集合组织方式。

上面这张丑图也基本上说明了集合框架之间的关系，下面首先对set进行简单的总结，期间会稍微涉及到hashCode的一些其他知识。list和map的总结会在之后的博客中

二、　set:不可重复的数据存储结构。

　　1、hashSet：散列表，无序的数据存储结构.简单介绍下hashCode的概念：在Object中（如果该类没有覆盖hashCode（）方法的话）表示某个对象内存的一个映射数字，通过该数字可以找到对应的对象内存块，类似于数据库中的索引的概念，当然有些类会重写hashCode方法，例如字符串，基本类型的封装类等。由于在集合类添加元素（包括但是不限于）等判断两个对象是否一样时我们是利用equals方法比较的，入股equals的比较结果为true，则hashCode也必须相同,这里就要求equals重写了则应该也要重写hashCode，以保证他们的对应关系。

　　知道了hashCode的概念后，我们就可以大概了解hashSet的原理了：hashSet通过hashCode建立一个索引表，用于储存其内的所有对象的内存位置，add元素进来的时候，通过该表便可以快速地判断元素是否在set内，在取元素的时候，也可以通过该表快速定位对象了，这样可以保证其快速高效地添加和查询元素。

　　具体的set内部原理大概是这样的：java中会将set的内部存储机构分为多个链表（即链表数组）（我们下面称这些链表为桶），在添加元素时，通过元素的hashCode和桶的个数取余，得到的余数表示了该对象需要装到哪个桶中，只要保证桶数目够多，便可快速定位到该对象所在的位置，当发生hashCode重复时，调用冲突解决算法：该算法将hashCode相同但是eauqls为false的方法放在一个单独的链表中。具体请看下面的丑图：

好了，上图大概阐明了set的主要数据结构，归根到底就是一句话：set是利用hashCode进行对象定位，利用链表数组进行存储的数据结构！

　　2、treeSet：树状的散列表（不知道这个描述是否准确）。treeSet，顾名思义，利用树的结构实现的一种set数据结构。在treeSet中，它不像hashSet中的元素那样元素毫无顺序，treeSet是一种有序的数据结构。具体的数据结构示意图就不画出来了，因为挺好理解的。总的来说，treeSet和hashSet大体上只是数据存储机构的不同，下面会对两者进行对比的。

　　3、treeSet VS hashTree:

　　　　首先，hashTree既然包含数组机构，那肯定在所有桶数到达临界点时，要进行大规模的扩桶操作，这样毫无疑问会大大影响性能。当然，也正因为它的无序性和包含链表的部分特性（数组链表嘛），它的插入元素是非常快的（毕竟插入时不用重新排序嘛），另外，它的查询操作速度上也还可以，毕竟它包含了一种数组的结构在里面（数组性质就是通过游标可以快速定位嘛）；

　　　　然后呢，再说treeSet吧，作为树状的结构，扩展时时不存在什么问题的，但是在插入元素的时候，显然要重新排列数据，所以插入输入肯定比不上hashSet的。当然，在查询元素中，treeSet的速度可不是盖的，毕竟人家是tree的结构（就算是简单的二叉有序树复杂度也只是logn）。

　　　　总的来说：hashSet扩展性不好，但是查和插入（删除也一样）速度都不错；treeSet扩展性不错，查速度也不错，就是插入会速度慢点。