JAVA基础——集合框架（三）Set集合，HashSet ，LinkedSet，TreeSet集合的介绍及原理

一、 Set集合概述及特点

因为Set集合的API方法和Collection集合一模一样。故没有没有它的特殊的方法。
所以我们只要学它的两个子类，一个HashSet和另外一个TreeSet

二、 HashSet存储字符串并遍历

实现Set接口，由哈希表（实际是一个hashmap对象）支持，它不保证set的迭代顺序；特别是它不保证该顺序恒久不变。此类允许下使用null元素。
案例：

HashSet<String> hashSet =new HashSet<String>();
		 boolean b1 = hashSet.add("a");
		 boolean b2= hashSet.add("a");
		 boolean b3= hashSet.add("b");
		 System.out.println(b1);			
		 System.out.println(b2);
		 System.out.println(b3);
		 System.out.println(hashSet);				
//HashSet的继承体系中有重写toString方法
		 for (String string : hashSet) {
			System.out.println(string);				
//只要使用那个迭代器迭代，那么就可以使用foreach循环
}

　　效果如下：

tips：Set集合无索引，不可以重复，无序（存储不一致）它的继承系统中有toString方法，故不需要书写toString()方法。

三、 HashSet存储自定义对象

存储自定义对象，并保证元素唯一性。
例：
注意因为set集合不保证元素的有序性，所以每次存储都是无序的

HashSet<Person> hashSet =new HashSet<Person>();
		hashSet.add(new Person("张三",12));
		hashSet.add(new Person("张三",12));
		hashSet.add(new Person("李四",13));
		hashSet.add(new Person("李四",13));
		hashSet.add(new Person("李四",13));
		System.out.println(hashSet);

　　效果如下：

当我们重写equals方法，使我们出现的姓名和年龄相同就表示存储人物相同。但是在Set集合中我们并不能用equals方法进行判断。而是先要设置hasCode的值。

@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		Person person =(Person)obj;
		return this.name.equals(person.name) &&this.age ==person.age;
	}
	@Override
	public int hashCode() {
		// TODO Auto-generated method stub
		
		return 10;
	}

　　当hasCode返回值相同时，说明我们内存中的存储的某类对象会处在相同位置。然后才会调用equals方法，使用equas方法进行判断如果我们的姓名和年龄相同则返回true，不进行对象存储。如果返回false，则会采用筒状式，将对象存储起来。如图所示：
但是为了保证程序的效率，我们尽可能的保证hasCode不相同，然后再执行equals方法。当然如果属性值相同的化，那么它的hasCode的值必然是相同的。属性不相同的返回值尽可能不同。Eclipse等编译器可以自动帮我们生成代码块。快捷键：ctrl+shifts +h 即可生成。并且我们勾选判断的属性。画图如下：

@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if (this == obj)
			return true;
		if (obj == null)
			return false;
		if (getClass() != obj.getClass())
			return false;
		Person other = (Person) obj;
		if (age != other.age)
			return false;
		if (name == null) {
			if (other.name != null)
				return false;
		} else if (!name.equals(other.name))
			return false;
		return true;
	}
	@Override
	public int hashCode() {
		final int prime = 31;
		int result = 1;
		result = prime * result + age;
		result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
		return result;
	}

注意该处为什么prime是31？
好处：31是一个质数，质数是能被1和自己本身整除的数。并且31不大也不小。

四、 HashSet如何保证元素唯一性的原理

1.HashSet原理（重点）

我们使用Set集合都是需要去掉重复元素的, 如果在存储的时候逐个equals()比较, 效率较低,哈希算法提高了去重复的效率, 降低了使用equals()方法的次数
当HashSet调用add()方法存储对象的时候, 先调用对象的hashCode()方法得到一个哈希值, 然后在集合中查找是否有哈希值相同的对象
如果没有哈希值相同的对象就直接存入集合
如果有哈希值相同的对象, 就和哈希值相同的对象逐个进行equals()比较,比较结果为false就存入, true则不存

2.将自定义类的对象存入HashSet去重复

类中必须重写hashCode()和equals()方法
hashCode(): 属性相同的对象返回值必须相同, 属性不同的返回值尽量不同(提高效率)
equals(): 属性相同返回true, 属性不同返回false,返回false的时候存储。

五、 LinkedHashSet的概述和使用

LinkedHashSet概述：

它的底层是链表实现的，是set集合中唯一一个能保证怎么存就怎么取的集合。（因为它是链表实现，可以记录前后继的地址值。）
它是HashSet的子类，所以可以保证元素是唯一的，与HashSet原理一样。
LinkedHashSet的特点：可以保证怎么存就怎么取。意思就是你是怎么放进去的就可以怎么取出来

LinkedHashSet<String> linkedHashSet =new LinkedHashSet<String>();
		linkedHashSet.add("a");
		linkedHashSet.add("a");
		linkedHashSet.add("a");
		linkedHashSet.add("b");
		linkedHashSet.add("b");
		linkedHashSet.add("c");
		linkedHashSet.add("d");
		
		System.out.println(linkedHashSet);

　　效果如下：

六、 TreeSet存储Integer类型的元素并遍历

TreeSet是用来对元素进行排序的，并且它也是不存储相同数据的。

TreeSet<Integer> treeSet =new TreeSet<Integer>();
	treeSet.add(1);
	treeSet.add(1);
	treeSet.add(3);
	treeSet.add(3);
	treeSet.add(2);
	treeSet.add(2);
	treeSet.add(4);
	System.out.println(treeSet);

　　效果如下：

七、 TreeSet存储自定义对象

当我们单纯的去存储对象的时候，会进行报错。因为对象不能用来做比较。所以我们需要给我们bean类添加接口方法。

public class Person implements Comparable<Person>{
	private String name;
	private int 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;
	}
	
	public Person(String name, int age) {
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	@Override
	public String toString() {
		return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
	}
	@Override
	public int compareTo(Person o) {
		// TODO Auto-generated method stub
		
		return 1;
	}
}

TreeSet部分　　

TreeSet<Person> treeSet =new TreeSet<Person>();
	treeSet.add(new Person("张三",12));
	treeSet.add(new Person("李四",12));
	treeSet.add(new Person("王五",13));
	treeSet.add(new Person("赵六",14));
	System.out.println(treeSet);

效果如下：　　

注意：CompareTo方法的返回值：
如果return返回的数是正数，集合就是怎么存怎么取。
如果return返回的数是负数，集合就是倒序存储。
如果return返回的数是0，集合中就存在一元素。

八、 TreeSet保证元素唯一和自然排序的原理

当我们按照年龄进行排序

书写Bean包中的Person实体类

@Override
	public int compareTo(Person o) {
		// TODO Auto-generated method stub
		return this.age -o.age;
	}

TreeSet<Person> treeSet =new TreeSet<Person>();
	treeSet.add(new Person("张三",12));
	treeSet.add(new Person("李四",22));
	treeSet.add(new Person("周七",24));
	treeSet.add(new Person("王五",10));
	treeSet.add(new Person("赵六",24));
	System.out.println(treeSet);

　　原理如下：

效果如下：

此时我们会发现，少一个赵六的元素，很简单，因为我们只进行了年龄判断，所以后面存储的年龄相同的元素不会被存储进来。
如果我们进行升级：按照年龄进行排序

@Override
	public int compareTo(Person o) {
		// TODO Auto-generated method stub
		int num =this.age -o.age;
		return num == 0? this.name.compareTo(o.name):num;
	}

该方法会进行完整的排序。

九、TreeSet存储自定义对象并遍历练习1(按照姓名排序)

@Override
	public int compareTo(Person o) {
		int num = this.name.compareTo(o.name); 		
		//按照姓名排序
		return num== 0? this.age -o.age :num;		
		//年龄是次要条件
	}

TreeSet<Person> treeSet =new TreeSet<Person>();
treeSet.add(new Person("李四",22));
treeSet.add(new Person("张三",12));
treeSet.add(new Person("周七",24));
treeSet.add(new Person("王五",10));
treeSet.add(new Person("赵六",24));
System.out.println(treeSet);

效果如下：

十、 TreeSet存储自定义对象并遍历练习2(按照姓名的长度排序)

	@Override
	public int compareTo(Person o) {
		// TODO Auto-generated method stub
		int length =this.name.length() - o.name.length();	
		//比较姓名长度
		int num =length == 0 ?this.name.compareTo(o.name):length;
		//完全有一种可能，名字长度一样，内容是不一样的
		return num==0? this.age -o.age:num;		
		//完全有一种可能，姓名和长度均相同
	}

十一、 TreeSet保证元素唯一和比较器排序的原理

TreeSet（Collection <? super E> comparator）：构造一个新的空TreeSet，他根据指定比较器进行排序
需求：将字符串按照长度排序

TreeSet<String> treeSet =new TreeSet<String>(new CompareByLen());			
//Comparator c = new CompareByLen();
	treeSet.add("aaaaaaaaaa");
	treeSet.add("z");
	treeSet.add("wc");
	treeSet.add("nba");
	treeSet.add("cba");
	System.out.println(treeSet);

　　新建一个类

class CompareByLen  implements Comparator<String>{
	@Override
	public int compare(String s1, String s2) {		
//按照字符串的长度比较
		// TODO Auto-generated method stub			
		int num = s1.length() -s2.length();			
//长度为主要条件
		return num==0? s1.compareTo(s2): num ;		
//内容为次要条件
	}
	
}

效果如下：

原理如下：

依次从左边就先取出，如果没有的话就取出其右边。

十二、 TreeSet原理

1.特点
TreeSet是用来排序的, 可以指定一个顺序, 对象存入之后会按照指定的顺序排列
2.使用方式

a.自然顺序(Comparable)

TreeSet类的add()方法中会把存入的对象提升为Comparable类型
调用对象的compareTo()方法和集合中的对象比较
根据compareTo()方法返回的结果进行存储

b.比较器顺序(Comparator)

创建TreeSet的时候可以制定一个Comparator
如果传入了Comparator的子类对象, 那么TreeSet就会按照比较器中的顺序排序
add()方法内部会自动调用Comparator接口中compare()方法排序
调用的对象是compare方法的第一个参数,集合中的对象是compare方法的第二个参数

c.两种方式的区别

TreeSet构造函数什么都不传, 默认按照类中Comparable的顺序(没有就报错ClassCastException)
TreeSet如果传入Comparator, 就优先按照Comparator

JAVA学习网

分类

JAVA基础——集合框架（三）Set集合，HashSet ，LinkedSet，TreeSet集合的介绍及原理

一、 Set集合概述及特点

二、 HashSet存储字符串并遍历

三、 HashSet存储自定义对象

四、 HashSet如何保证元素唯一性的原理

五、 LinkedHashSet的概述和使用

六、 TreeSet存储Integer类型的元素并遍历

七、 TreeSet存储自定义对象

八、 TreeSet保证元素唯一和自然排序的原理

九、TreeSet存储自定义对象并遍历练习1(按照姓名排序)

十、 TreeSet存储自定义对象并遍历练习2(按照姓名的长度排序)

十一、 TreeSet保证元素唯一和比较器排序的原理

十二、 TreeSet原理