文章目录
- Set系列集合介绍
- Set集合概述
- HashSet无序原理
- Set集合对象去重
- LinkedHashSet
- TreeSet排序规则
Set系列集合介绍
Set集合概述
Set系列集合特点:
无序：存取数据的顺序是不一定的, 当数据存入后, 集合的顺序就固定下来了
不重复：可以去除重复
无索引：没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历，也不能通过索引来获取元素。
Set集合实现类特点:
HashSet : 无序、不重复、无索引。
public static void main(String[] args) { // 无序, 不重复, 无索引 Set<String> sets = new HashSet<>(); sets.add("MySQL"); sets.add("MySQL"); sets.add("JAVA"); sets.add("JAVA"); sets.add("HTML"); sets.add("HTML"); sets.add("Vue"); sets.add("Vue"); System.out.println(sets); // [JAVA, MySQL, Vue, HTML]}LinkedHashSet：有序、不重复、无索引。
public static void main(String[] args) { // 有序、不重复、无索引 Set<String> sets = new LinkedHashSet<>(); sets.add("MySQL"); sets.add("MySQL"); sets.add("JAVA"); sets.add("JAVA"); sets.add("HTML"); sets.add("HTML"); sets.add("Vue"); sets.add("Vue"); System.out.println(sets); // [MySQL, JAVA, HTML, Vue]}TreeSet：排序: 默认升序、不重复、无索引。
public static void main(String[] args) { // 排序、不重复、无索引 Set<Integer> sets = new TreeSet<>(); sets.add(10); sets.add(10); sets.add(20); sets.add(20); sets.add(30); sets.add(30); sets.add(40); sets.add(40); sets.add(50); sets.add(50); System.out.println(sets); // [10, 20, 30, 40, 50]}Set集合的功能上基本上与Collection的API一致, Set集合没有扩展额外的API。
HashSet无序原理
HashSet集合底层采取哈希表存储的数据。
哈希表是一种对于增删改查数据性能都较好的结构。
哈希表的组成:
JDK8之前的，底层使用
数组+链表组成JDK8开始后，底层采用
数组+链表+红黑树组成。哈希表是一种对于增删改查数据性能都较好的结构。
在了解哈希表之前需要先理解哈希值的概念
哈希值:
是JDK根据对象的地址，按照某种规则算出来的int类型的数值。
获取哈希值: 通过Object类的API:
public int hashCode()：返回对象的哈希值
对象的哈希值特点:
同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的
public static void main(String[] args) { String address = "成都市"; System.out.println(address.hashCode()); // 25299637 System.out.println(address.hashCode()); // 25299637 System.out.println(address.hashCode()); // 25299637}默认情况下，不同对象的哈希值是不同的。
public static void main(String[] args) { String address = "成都市"; System.out.println(address.hashCode()); // 25299637 System.out.println(address.hashCode()); // 25299637 System.out.println(address.hashCode()); // 25299637 String address2 = "重庆市"; System.out.println(address2.hashCode()); // 36643529}JDK8之前的版本HashSet原理解析：数组 + 链表 +（结合哈希算法）, 详细流程如下:
- 底层会默认创建一个默认长度16的数组，数组名table
- 根据元素的哈希值跟数组的长度求余计算出应存入的位置（哈希算法）
例如数组长度是16, 哈希值与16取余, 得出的结果一定是0到15之间的数字
- 判断当前位置是否为null，如果是null直接存入
- 如果位置不为null，表示有元素，则调用equals方法比较
- 如果一样，则不存，如果不一样，则存入数组
在JDK 7中, 新元素占老元素位置，并且新元素会指向老元素
在JDK 8中, 新元素挂在老元素下面
JDK8之后的版本HashSet原理解析:
底层结构：哈希表（数组、链表、红黑树的结合体）
当挂在元素下面的数据过多时，查询性能降低，从JDK8开始后，当链表长度超过8的时候，自动转换为红黑树。
JDK8开始后，哈希表对于红黑树的引入进一步提高了操作数据的性能。
Set集合对象去重
HashSet去重注意点:
Set集合在比较两个对象时, 默认比较的是两个对象的地址是否一致, 若地址不同则认为是两个不同的对象;
而如果希望Set集合认为2个内容一样的对象是重复的，则需要自己重写对象的hashCode()和equals()方法
我们来看下面这样一个案例:
需求: 创建一个存储学生对象的集合，存储多个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合，要求：学生对象的成员变量值相同，我们就认为是同一个对象
分析:
- 定义学生类，创建Set集合对象, 创建学生对象
- 把学生添加到集合
- 在学生类中重写两个方法，hashCode()和equals()，自动生成即可
- 步骤一: 定义学生类
public class Student { private String name; private int age; private int id; // 构造器 public Student() {}; public Student(String name, int age, int id) { this.name = name; this.age = age; this.id = id; } // getter和setter方法 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 int getId() { return id; } public void setId(int id) { this.id = id; } // 重写toString方法 @Override public String toString() { return "Student{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + ",token operator">+ id + '}'; }}- 步骤二: 创建学生对象和HashSet集合, 并将学生对象存入HashSet集合中, 如下代码:
public class Test { public static void main(String[] args) { // 创建集合存储学生对象 Set<Student> students = new HashSet<>(); // 创建学生对象 Student stu1 = new Student("小明", 18, 101); Student stu2 = new Student("小明", 18, 101); Student stu3 = new Student("小王", 20, 102); // 将学生对象添加到集合中 students.add(stu1); students.add(stu2); students.add(stu3); System.out.println(students); // 打印结果如下: // [Student{name='小明', age=18, id=101}, // Student{name='小明', age=18, id=101}, // Student{name='小王', age=20, id=102}] }}- 步骤三: 我们发现步骤二代码中, stu1和stu2对象的内容完全一样, 但是由于对象的地址不一样, 会被当成两个不同的对象存入到集合中; 因此我们需要在学生类中重写两个方法，hashCode()和equals()，自动生成即可
@Overridepublic 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 && id == student.id && Objects.equals(name, student.name);}@Overridepublic int hashCode() { // 该方法传入的参数相同, 就会返回相同的哈希值 return Objects.hash(name, age, id);}- 步骤四: 此时再将stu1和stu2对象存入集合, 由于内容一样就会被去掉重复的
public class Test { public static void main(String[] args) { // 创建集合存储学生对象 Set<Student> students = new HashSet<>(); // 创建学生对象 Student stu1 = new Student("小明", 18, 101); Student stu2 = new Student("小明", 18, 101); Student stu3 = new Student("小王", 20, 102); // 将学生对象添加到集合中 students.add(stu1); students.add(stu2); students.add(stu3); System.out.println(students); // [Student{name='小王', age=20, id=102}, Student{name='小明', age=18, id=101}] }}LinkedHashSet
LinkedHashSet集合概述和特点:
有序、不重复、无索引。
这里的有序指的是保证存储和取出的元素顺序一致
原理：
底层数据结构是依然哈希表，只是每个元素又额外的多了一个双链表的机制记录存储的顺序。
TreeSet排序规则
TreeSet集合特点:
不重复、无索引、可排序
可排序：按照元素的大小默认升序（有小到大）排序。
TreeSet集合底层是基于红黑树的数据结构实现排序的，增删改查性能都较好。
注意：TreeSet集合是一定要排序的，可以将元素按照指定的规则进行排序。
TreeSet默认排序规则:
对于数值类型：Integer , Double，官方默认按照大小进行升序排序。
public static void main(String[] args) { Set<Integer> sets1 = new TreeSet<>(); sets1.add(50); sets1.add(10); sets1.add(30); sets1.add(20); System.out.println(sets1); // [10, 20, 30, 50] Set<Double> sets2 = new TreeSet<>(); sets2.add(10.11); sets2.add(20.22); sets2.add(43.22); sets2.add(8.22); System.out.println(sets2); // [8.22, 10.11, 20.22, 43.22]}对于字符串类型：默认按照首字符的编号升序排序。
public static void main(String[] args) { Set<String> sets = new TreeSet<>(); sets.add("bbb"); sets.add("eee"); sets.add("aaa"); sets.add("ccc"); System.out.println(sets); // [aaa, bbb, ccc, eee]}
对于自定义类型如Student对象，TreeSet无法直接排序, 需要制定排序规则; 例如下面代码中向集合中添加学生类, TreeSet是无法进行排序的, 会崩溃报错。
// 错误演示public static void main(String[] args) { // 创建学生对象 Student stu1 = new Student("小明", 18, 101); Student stu2 = new Student("小赵", 18, 102); Student stu3 = new Student("小王", 18, 103); // 创建集合 Set<Student> students = new TreeSet<>(); students.add(stu1); students.add(stu2); students.add(stu3); System.out.println(students);}自定义排序规则: TreeSet集合存储对象的的时候有2种方式可以设计自定义比较规则
方式一: 让自定义的类（如学生类）实现Comparable接口, 并重写compareTo方法来定制比较规则。
// 实现Comparable接口public class Student implements Comparable<Student> { // 其他代码... // 重写compareTo方法 @Override public int compareTo(Student o) { // 例如按照id进行排序 return this.id - o.id; }}public static void main(String[] args) { // 创建学生对象 Student stu1 = new Student("小明", 18, 101); Student stu2 = new Student("小赵", 18, 102); Student stu3 = new Student("小王", 18, 103); // 创建集合 Set<Student> students = new TreeSet<>(); students.add(stu1); students.add(stu2); students.add(stu3); System.out.println(students); // 打印结果: 按照id升序 // [Student{name='小明', age=18, id=101}, // Student{name='小赵', age=18, id=102}, // Student{name='小王', age=18, id=103}]}方式二: TreeSet集合有参数构造器自带比较器对象，来进行定制比较规则, 并且该方法如果和方式一同时出现, 会优先使用此方法的比较规则。
public class SetDemo { public static void main(String[] args) { // 创建学生对象 Student stu1 = new Student("小明", 18, 101); Student stu2 = new Student("小赵", 18, 102); Student stu3 = new Student("小王", 18, 103); // 创建集合 // 方式二: 使用构造器自带的比较器对象 Set<Student> students = new TreeSet<>(new Comparator<Student>() { @Override public int compare(Student o1, Student o2) { return o2.getId() - o1.getId(); } }); students.add(stu1); students.add(stu2); students.add(stu3); System.out.println(students); // 打印结果: 按照id降序 // [Student{name='小王', age=18, id=103}, // Student{name='小赵', age=18, id=102}, // Student{name='小明', age=18, id=101}] }}- 并且可以使用Lambda表达式简化代码
public class SetDemo { public static void main(String[] args) { // 创建学生对象 Student stu1 = new Student("小明", 18, 101); Student stu2 = new Student("小赵", 18, 102); Student stu3 = new Student("小王", 18, 103); // 创建集合 // 方式二: 使用构造器自带的比较器对象 Set<Student> students = new TreeSet<>((Student o1, Student o2) -> o2.getId() - o1.getId()); students.add(stu1); students.add(stu2); students.add(stu3); System.out.println(students); // 打印结果: 按照id降序 // [Student{name='小王', age=18, id=103}, // Student{name='小赵', age=18, id=102}, // Student{name='小明', age=18, id=101}] }}