[学习笔记]Java集合框架之Set集合

Set集合

特点

Set集合中的元素是唯一的，不可重复（取决于hashCode和equals方法），也就是说具有唯一性。
Set集合中元素不保证存取顺序，并不存在索引。

继承关系

Collection

|--Set：元素唯一，不保证存取顺序，只可以用迭代器获取元素。

|--HashSet：哈希表结构，非线程安全，查询速度较快。元素唯一性取决于hashCode和equals方法。

|--LinkedHashSet：带有双向链表的哈希表结构，非线程安全，保持存取顺序，保持了查询速度较快特点。

|--TreeSet：平衡排序二叉树（红黑树）结构，非线程安全，按自然排序或比较器存入元素以保证元素有序。

元素唯一性取决于ComparaTo方法或Comparator比较器。

常用方法

Set集合的方法和Collection集合的方法几乎一致。

HashSet集合

特点

元素具有唯一性，取决于hashCode和equals方法。
元素不保证存取顺序。
由于采用哈希表数据结构，所以查询较快。
与List一样，建议使用多态的方式，创建HashSet集合并使用Set接口方法。

关于hashCode和equals方法

在以哈希表为数据结构的容器中，其存放地址取决于hashCode方法计算的值，如果hashCode的值相同，则用equals方法判断是否相同，如果都相同则判定为相同元素。
在以哈希表为数据结构的容器使用过程中，已经加入的元素不可以变更hashCode方法所依赖的域的值，否则会导致元素hashCode值已变化，但是其在容器中的位置却没有变化，后果是接下来的remove等操作将因为无法找到该元素而移除失败，进一步导致内存泄露。

元素唯一性示例

Person.java

packagebean;publicclassPerson{privateStringname;privateintage;publicPerson(Stringname,intage){super();this.name=name;this.age=age;}@OverridepublicinthashCode(){finalintprime=31;intresult=1;result=prime*result+age;result=prime*result+((name==null)?0:name.hashCode());returnresult;}@Overridepublicbooleanequals(Objectobj){if(this==obj)returntrue;if(obj==null)returnfalse;if(getClass()!=obj.getClass())returnfalse;Personother=(Person)obj;if(age!=other.age)returnfalse;if(name==null){if(other.name!=null)returnfalse;}elseif(!name.equals(other.name))returnfalse;returntrue;}@OverridepublicStringtoString(){return"Person[name="+name+",age="+age+"]";}}

HashSetDemo.java

packageCollection;importjava.util.HashSet;importjava.util.Iterator;importjava.util.Set;importbean.Person;publicclassHashSetDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){//Set集合保证元素唯一性。Set<String>set=newHashSet<String>();set.add("Java1");set.add("Java2");set.add("Java1");set.add("Java1");set.add("Java2");for(Iterator<String>it=set.iterator();it.hasNext();){System.out.println(it.next());}System.out.println("-------------------");//Set集合存储自定义类时，建议该类重写hashCode和equals方法，这是保证元素唯一性的前提，一般还会重写toString方法。Set<Person>setObj=newHashSet<Person>();setObj.add(newPerson("Jacob",25));setObj.add(newPerson("Meteor",23));setObj.add(newPerson("Tom",26));setObj.add(newPerson("Llllin",27));setObj.add(newPerson("Jacob",24));for(Iterator<Person>it=setObj.iterator();it.hasNext();){System.out.println(it.next());}}}

运行结果

[align=left]Java2[/align]
[align=left]Java1[/align]
[align=left]-------------------[/align]
[align=left]Person[name=Jacob,age=25][/align]
[align=left]Person[name=Tom,age=26][/align]
[align=left]Person[name=Jacob,age=24][/align]
[align=left]Person[name=Meteor,age=23][/align]
[align=left]Person[name=Llllin,age=27][/align]

不保证元素存取顺序示例

packageCollection;importjava.util.HashSet;importjava.util.Iterator;importjava.util.Set;publicclassHashSetDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){//Set集合不保证存取顺序。Set<String>set=newHashSet<String>();set.add("Java1");set.add("Java2");set.add("Java3");set.add("Java4");set.add("Java5");for(Iterator<String>it=set.iterator();it.hasNext();){System.out.println(it.next());}}}

运行结果

[align=left]Java2[/align]
[align=left]Java3[/align]
[align=left]Java4[/align]
[align=left]Java5[/align]
[align=left]Java1[/align]

比较器

[align=left]1.Comparable接口[/align]
[align=left]自定义类如果实现该接口，那么重写该接口唯一的方法comparaTo(E)，可以让该类具有可比较性。[/align]

[align=left]2.Comparator接口[/align]
[align=left]实现该接口的类被称之为比较器，一般只具有一个方法，就是重写的这个接口的compara(Eo1,Eo2)方法，实现两个对象之间的比较。[/align]

案例

[align=left]获取Set集合中元素的最大值（要求元素具有可比性）。[/align]
[align=left]ComparatorByLength.java[/align]

packagecomparator;importjava.util.Comparator;publicclassComparatorByLengthimplementsComparator<String>{@Overridepublicintcompare(Strings1,Strings2){intresult=s1.length()-s2.length();returnresult==0?s1.compareTo(s2):result;}}

[align=left]HashSetTest.java[/align]

packagecollection.set;importjava.util.Collections;importjava.util.HashSet;importjava.util.Iterator;importjava.util.Set;importcomparator.ComparatorByLength;publicclassHashSetTest{publicstaticvoidmain(String[]args){/**案例：获取集合最大值*/Set<String>set=newHashSet<String>();set.add("Jacob");set.add("Java");set.add("Meteor");set.add("abc");set.add("it&java");set.add("zz");//方法一：使用Collections.max()方法（使用的是自然排序方法）。System.out.println(Collections.max(set));//方法二：使用自然排序System.out.println(getMax(set));//方法三：使用比较器（ComparatorByLength）System.out.println(getMax(set,newComparatorByLength()));}/***使用比较器获取Set集合中的最大值（使用字符串长度比较器）**@paramset*@paramcomparatorByLength*@return*/publicstaticObjectgetMax(Set<String>set,ComparatorByLengthcomparatorByLength){if(comparatorByLength==null){thrownewNullPointerException();}Iterator<String>it=set.iterator();Stringmax=it.next();while(it.hasNext()){Stringobj=it.next();if(comparatorByLength.compare(obj,max)>0){max=obj;}}returnmax;}/***使用自然排序获取Set集合中的最大值。**@paramset*@return*/publicstaticObjectgetMax(Set<String>set){Iterator<String>it=set.iterator();Stringmax=it.next();while(it.hasNext()){Stringcom=it.next();if(com.compareTo(max)>0){max=com;}}returnmax;}}

运行结果

[align=left]zz[/align]
[align=left]zz[/align]
[align=left]it&java[/align]

LinkedHashSet集合

特点

HashSet集合具有的优点LinkedHashSet集合都具有。
LinkedHashSet集合在HashSet查询速度快的前提下，能够保持元素存取顺序。

保持元素存取示例

packagecollection;

importjava.util.HashSet;

importjava.util.Iterator;

importjava.util.LinkedHashSet;

importjava.util.Set;

publicclassSet_LinkedHashSet{

publicstaticvoidmain(String[]args){

/*

*LinkedHashSet可以保持元素存取顺序

*/

Set<String>set1=newHashSet<String>();

Set<String>set2=newLinkedHashSet<String>();

init(set1);

init(set2);

System.out.println("HashSet:");

for(Iterator<String>it=set1.iterator();it.hasNext();){

System.out.println(it.next());

}

System.out.println("LinkedHashSet:");

for(Iterator<String>it=set2.iterator();it.hasNext();){

System.out.println(it.next());

}

}

publicstaticvoidinit(Set<String>set){

set.add("Java1");

set.add("Java2");

set.add("Java3");

set.add("Java4");

set.add("Java5");

}

}

运行结果

[align=left]HashSet:[/align]
[align=left]Java2[/align]
[align=left]Java3[/align]
[align=left]Java4[/align]
[align=left]Java5[/align]
[align=left]Java1[/align]
[align=left]LinkedHashSet:[/align]
[align=left]Java1[/align]
[align=left]Java2[/align]
[align=left]Java3[/align]
[align=left]Java4[/align]
[align=left]Java5[/align]

TreeSet集合

特点

元素具有唯一性，取决于Comparable.comparaTo方法或比较器Comparator。
元素不保证存取顺序。
由于采用平衡排序二叉树，所以保存的元素均有序。
与List一样，建议使用多态的方式，创建TreeSet集合并使用Set接口方法。
创建TreeSet集合时，必须保证元素已经实现Comparable接口或者传入比较器Comparator。

示例

[align=left]使用自然排序和比较器加入TreeSet集合进行排序[/align]
[align=left]Person.java[/align]

packagebean;

publicclassPersonimplementsComparable<Person>{

privateStringname;

privateintage;

publicPerson(Stringname,intage){

super();

this.name=name;

this.age=age;

}

publicPerson(){

super();

}

publicStringgetName(){

returnname;

}

publicvoidsetName(Stringname){

this.name=name;

}

publicintgetAge(){

returnage;

}

publicvoidsetAge(intage){

this.age=age;

}

@Override

publicinthashCode(){

finalintprime=31;

intresult=1;

result=prime*result+age;

result=prime*result+((name==null)?0:name.hashCode());

returnresult;

}

@Override

publicbooleanequals(Objectobj){

if(this==obj)returntrue;

if(obj==null)returnfalse;

if(getClass()!=obj.getClass())returnfalse;

Personother=(Person)obj;

if(age!=other.age)returnfalse;

if(name==null){

if(other.name!=null)returnfalse;

}elseif(!name.equals(other.name))returnfalse;

returntrue;

}

@Override

publicStringtoString(){

return"Person[name="+name+",age="+age+"]";

}

@Override

publicintcompareTo(Persono){

intmargin=this.name.compareTo(o.name);

returnmargin==0?this.age-o.age:margin;

}

}

ComparatorByAge.java

packagecomparator;

importjava.util.Comparator;

importbean.Person;

publicclassComparatorByAgeimplementsComparator<Person>{

@Override

publicintcompare(Persono1,Persono2){

intmargin=o1.getAge()-o2.getAge();

returnmargin==0?o1.compareTo(o2):margin;

}

}

[align=left]TreeSetDemo.java[/align]

packagecollection.set;

importjava.util.Collections;

importjava.util.Iterator;

importjava.util.Set;

importjava.util.TreeSet;

importbean.Person;

importcomparator.ComparatorByAge;

importcomparator.ComparatorByLength;

publicclassTreeSetDemo{

publicstaticvoidmain(String[]args){

//使用自然排序将字符串加入TreeSet集合

System.out.println("字符串（自然排序）：");

Set<String>set=newTreeSet<String>();

set.add("java");

set.add("linkedhashset");

set.add("awesome");

set.add("zzz");

set.add("treeset");

//元素在添加的时候就已经间接调用compareTo方法进行排序

for(Objectobject:set){

System.out.println(object);

}

//使用比较器将字符串按由长至短加入TreeSet集合

System.out.println("字符串（比较器）：");

Set<String>setComparatorByLength=

newTreeSet<String>(Collections.reverseOrder(newComparatorByLength()));

setComparatorByLength.add("java");

setComparatorByLength.add("linkedhashset");

setComparatorByLength.add("awesome");

setComparatorByLength.add("zzz");

setComparatorByLength.add("treeset");

for(Stringstring:setComparatorByLength){

System.out.println(string);

}

//使用自然排序将自定义类加入TreeSet集合

System.out.println("自定义类（自然排序）：");

Set<Person>setObj=newTreeSet<Person>();

setObj.add(newPerson("jacob",25));

setObj.add(newPerson("meteor",23));

setObj.add(newPerson("kitty",22));

setObj.add(newPerson("tom",26));

for(Iterator<Person>it=setObj.iterator();it.hasNext();){

System.out.println(it.next());

}

//使用比较器将自定义类加入TreeSet集合

System.out.println("自定义类（比较器）：");

TreeSet<Person>setObjComparatorByAge=newTreeSet<Person>(newComparatorByAge());

setObjComparatorByAge.add(newPerson("jacob",25));

setObjComparatorByAge.add(newPerson("meteor",23));

setObjComparatorByAge.add(newPerson("kitty",22));

setObjComparatorByAge.add(newPerson("tom",26));

for(Iterator<Person>it=setObjComparatorByAge.iterator();it.hasNext();){

System.out.println(it.next());

}

}

}

运行结果

[align=left]字符串（自然排序）：[/align]
[align=left]awesome[/align]
[align=left]java[/align]
[align=left]linkedhashset[/align]
[align=left]treeset[/align]
[align=left]zzz[/align]
[align=left]字符串（比较器）：[/align]
[align=left]linkedhashset[/align]
[align=left]treeset[/align]
[align=left]awesome[/align]
[align=left]java[/align]
[align=left]zzz[/align]
[align=left]自定义类（自然排序）：[/align]
[align=left]Person[name=jacob,age=25][/align]
[align=left]Person[name=kitty,age=22][/align]
[align=left]Person[name=meteor,age=23][/align]
[align=left]Person[name=tom,age=26][/align]
[align=left]自定义类（比较器）：[/align]
[align=left]Person[name=kitty,age=22][/align]
[align=left]Person[name=meteor,age=23][/align]
[align=left]Person[name=jacob,age=25][/align]
[align=left]Person[name=tom,age=26][/align]