Set

Set
java.util.Set接口和java.util.List接口一样,同样继承自Collection接口,
1.它与Collection接口中的方法基本一致,并没有对Collection接口进行功能上的扩充,只是比Collection接口更加严格了。
2.与List接口不同的是,Set接口都会以某种规则保证存入的元素不出现重复。

HashSet集合介绍

java.util.HashSetSet接口的一个实现类,它所存储的元素是不可重复的,并且元素都是无序的(即存取顺序不能保证不一致)。
java.util.HashSet底层的实现其实是一个java.util.HashMap支持,由于我们暂时还未学习,先做了解。

HashSet是根据对象的哈希值来确定元素在集合中的存储位置,因此具有良好的存储和查找性能。
保证元素唯一性的方式依赖于:hashCodeequals方法。

 public static void main(String[] args) {
        //创建 Set集合
        HashSet<String>  set = new HashSet<String>();

        //添加元素
        set.add(new String("cba"));
        set.add("abc");
        set.add("bac"); 
        set.add("cba");  
        //遍历
        for (String name : set) {
            System.out.println(name);
        }
    }

    OUT: cba
         abc
         bac

4.2 HashSet集合存储数据的结构(哈希表)

什么是哈希表呢?
JDK1.8之前,哈希表底层采用数组+链表实现,即使用数组处理冲突,同一hash值的链表都存储在一个数组里。但是当位于一个桶中的元素较多,即hash值相等的元素较多时,通过key值依次查找的效率较低。
JDK1.8中,哈希表存储采用数组+链表+红黑树实现,当链表长度超过阈值(8)时,将链表转换为红黑树,这样大大减少了查找时间。

简单的来说,哈希表是由数组+链表+红黑树(JDK1.8增加了红黑树部分)实现的,如下图所示。
图片说明

看到这张图就有人要问了,这个是怎么存储的呢?

为了方便大家的理解我们结合一个存储流程图来说明一下:

图片说明

总而言之,JDK1.8引入红黑树大程度优化了HashMap的性能,那么对于我们来讲保证HashSet集合元素的唯一,其实就是根据对象的hashCode和equals方法来决定的。

如果我们往集合中存放自定义的对象,那么保证其唯一,就必须复写hashCode和equals方法建立属于当前对象的比较方式。

HashSet存储自定义类型元素

给HashSet中存放自定义类型元素时,需要重写对象中的hashCode和equals方法,
建立自己的比较方式,才能保证HashSet集合中的对象唯一

创建自定义Student类:

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    //get/set
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o)
            return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass())
            return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age &&
               Objects.equals(name, student.name);
    }

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

创建测试类:

public class HashSetDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象   该集合中存储 Student类型对象
        HashSet<Student> stuSet = new HashSet<Student>();
        //存储 
        Student stu = new Student("于谦", 43);
        stuSet.add(stu);
        stuSet.add(new Student("郭德纲", 44));
        stuSet.add(new Student("于谦", 43));
        stuSet.add(new Student("郭麒麟", 23));
        stuSet.add(stu);

        for (Student stu2 : stuSet) {
            System.out.println(stu2);
        }
    }
}
执行结果:
Student [name=郭德纲, age=44]
Student [name=于谦, age=43]
Student [name=郭麒麟, age=23]

LinkedHashSet

我们知道HashSet保证元素唯一,可是元素存放进去是没有顺序的,那么我们要保证有序,怎么办呢?

在HashSet下面有一个子类java.util.LinkedHashSet,它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。

public class LinkedHashSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> set = new LinkedHashSet<String>();
        set.add("bbb");
        set.add("aaa");
        set.add("abc");
        set.add("bbc");
        Iterator<String> it = set.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }
    }
}
结果:
  bbb
  aaa
  abc
  bbc

TreeSet集合

1. 特点

TreeSet集合是Set接口的一个实现类,底层依赖于TreeMap,是一种基于红黑树的实现,其特点为:

  1. 元素唯一
  2. 元素没有索引
  3. 使用元素的自然顺序对元素进行排序,或者根据创建 TreeSet 时提供的 Comparator 比较器
    进行排序,具体取决于使用的构造方法:
    public TreeSet():                           根据其元素的自然排序进行排序
    public TreeSet(Comparator<E> comparator):    根据指定的比较器进行排序

2. 演示

案例演示自然排序(20,18,23,22,17,24,19):

public static void main(String[] args) {
    //无参构造,默认使用元素的自然顺序进行排序
    TreeSet<Integer> set = new TreeSet<Integer>();
    set.add(20);
    set.add(18);
      set.add(23);
      set.add(22);
      set.add(17);
      set.add(24);
      set.add(19);
      System.out.println(set);
}

控制台的输出结果为:
[17, 18, 19, 20, 22, 23, 24]

案例演示比较器排序(20,18,23,22,17,24,19):

public static void main(String[] args) {
      //有参构造,传入比较器,使用比较器对元素进行排序
      TreeSet<Integer> set = new TreeSet<Integer>(new Comparator<Integer>() {
        @Override
        public int compare(Integer o1, Integer o2) {
              //元素前 - 元素后 : 升序
              //元素后 - 元素前 : 降序
              return o2 - o1;
        }
      });
      set.add(20);
      set.add(18);
      set.add(23);
      set.add(22);
      set.add(17);
      set.add(24);
      set.add(19);
      System.out.println(set);
}

控制台的输出结果为:
[24, 23, 22, 20, 19, 18, 17]
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