全文大約【4000】字，不說廢話，只講可以讓你學(xué)到技術(shù)、明白原理的純干貨!本文帶有豐富的案例及配圖視頻，讓你更好地理解和運(yùn)用文中的技術(shù)概念，并可以給你帶來具有足夠啟迪的思考......
一. Set集合簡(jiǎn)介
1.Set定義
Set是Java的一種集合，繼承自Collection接口，主要有兩個(gè)常用的實(shí)現(xiàn)類HashSet類和TreeSet類。它沒有固定的大小限制，可以動(dòng)態(tài)地添加和刪除元素。并且Set集合中的元素都是唯一的，不會(huì)有重復(fù)的元素，即使是null值也只能有一個(gè)。另外Set集合是無序的，不能記住元素的添加順序，因?yàn)闆]有索引值，所以Set集合中的對(duì)象不會(huì)按特定的方式排序，它只是簡(jiǎn)單地把對(duì)象放到集合中。
從特性上來看，Set相當(dāng)于是一個(gè)只存儲(chǔ)key、不存儲(chǔ)value的Map。我們可以把Set想象成是一個(gè)”特殊的Map“，這個(gè)Map只有key卻沒有value，所以我們可以用Set去除重復(fù)的元素。另外由于放入Set的元素和Map的key類似，需要正確地實(shí)現(xiàn)equals()和hashCode()方法，否則該元素就無法正確地放入Set。
2.Set特性
與其他集合不同，Set集合具有自己的一些特性：
● Set集合中的元素都是唯一的，不允許有重復(fù)值，且最多只允許包含一個(gè)null元素;
● Set集合中的元素沒有順序，我們無法通過索引來訪問元素，但TreeSet是有序的;
● Set集合沒有固定的大小限制，可以動(dòng)態(tài)地添加和刪除元素;
● Set集合提供了高效的元素查找和判斷方法。
3.Set常用方法
Set集合給我們提供了一系列常用的方法，用于添加、刪除、查找、遍歷和獲取集合元素等操作，下面是Set集合中常用方法的實(shí)現(xiàn)過程。
3.1 添加元素
我們可以使用add()方法進(jìn)行元素的添加。
public boolean add(E e)
該方法用于向Set集合添加元素，如果元素已經(jīng)存在，則不會(huì)添加;如果添加成功，則返回true，否則返回false。該方法的示例代碼如下：
Set<String> set = new HashSet<>();
set.add("hello word");
set.add("java");
set.add("iOS");
System.out.println(set);
3.2 刪除元素
我們可以使用remove()方法進(jìn)行元素的刪除。
public boolean remove(Object o)
該方法用于從Set集合中刪除指定的元素。如果元素存在且刪除成功，則返回true，否則返回false。該方法的示例代碼如下：
Set<String> set = new HashSet<>();
set.add("hello word");
set.add("java");
set.remove("java");
System.out.println(set); // 輸出結(jié)果為：[壹小編]
3.3 判斷元素
我們可以使用contains()方法進(jìn)行元素的判斷。
public boolean contains(Object o)該方法用于判斷Set集合中是否包含指定的元素。如果元素存在，則返回true，否則返回false。該方法的示例代碼如下：
Set<String> set = new HashSet<>();
set.add("hello word");
set.add("java");
System.out.println(set.contains("java")); // 輸出結(jié)果為：true
System.out.println(set.contains("orange")); // 輸出結(jié)果為：false
3.4 獲取元素?cái)?shù)量
我們可以使用size()方法判斷集合的數(shù)量。
public int size()
該方法的使用示例代碼如下：
Set<String> set = new HashSet<>();
set.add("hello word");
set.add("java");
System.out.println(set.size()); // 輸出結(jié)果為：2
二. HashSet集合
1.簡(jiǎn)介
在Java的集合框架中，HashSet是一種非常常用的集合類型，它實(shí)現(xiàn)了Set接口，并繼承了AbstractSet抽象類。HashSet集合的底層實(shí)現(xiàn)是一個(gè)哈希表，它使用哈希算法來存儲(chǔ)和管理集合中的元素。HashSet集合中的元素沒有順序，且不允許重復(fù)。
如果我們想使用HashSet集合，一般要使用如下兩個(gè)構(gòu)造方法創(chuàng)建出HashSet對(duì)象：
● HashSet()：構(gòu)造一個(gè)新的空的Set集合對(duì)象;
● HashSet(Collection c)：構(gòu)造一個(gè)包含指定Collection集合元素的新Set集合。"< >"中的extends，表示這個(gè)Collection中的元素必須繼承自HashSet的父類，該部分限定了Collection元素的類型。
2.HashSet特性
HashSet作為Set集合的具體子類，具有以下特點(diǎn)：
● HashSet的底層是基于HashMap來實(shí)現(xiàn)的;
● HashSet中的元素是唯一的，內(nèi)部不允許有重復(fù)的元素;
● 無序，不會(huì)記錄插入元素的順序，所以不能保證元素的排列順序，獲取順序可能與添加順序不同;
● HashSet集合沒有固定的大小限制，可以動(dòng)態(tài)地添加和刪除元素;
● HashSet集合中的元素最多可以有一個(gè)null值;
● HashSet不是線程安全的，默認(rèn)線程不同步，如果有多個(gè)線程同時(shí)訪問或修改同一個(gè)HashSet，必須通過代碼來保證同步操作。
3.去重原理
從底層實(shí)現(xiàn)來看，HashSet的底層其實(shí)就是一個(gè)值為Object的HashMap，如下圖所示：
所以HashSet其實(shí)就是按照Hash算法來實(shí)現(xiàn)元素的查找和存儲(chǔ)的，具有很好的存取和查找性能。當(dāng)我們向HashSet集合中存入一個(gè)元素時(shí)，HashSet會(huì)調(diào)用該對(duì)象的hashCode()方法來得到該對(duì)象的hashCode值，然后根據(jù)該hashCode值決定該對(duì)象在HashSet中的存儲(chǔ)位置。此時(shí)如果有兩個(gè)元素通過equals()方法進(jìn)行比較，返回的結(jié)果為true，但它們的hashCode卻不相等，HashSet也會(huì)把它們存儲(chǔ)在不同的位置，我們依然可以添加成功。也就是說，如果兩個(gè)對(duì)象的hashCode值相等，且通過equals()方法比較返回的結(jié)果也為true， HashSet集合才會(huì)認(rèn)為兩個(gè)元素相等。
4.使用案例
我們通過一個(gè)簡(jiǎn)單的案例，來看看HashSet的基本用法。
import java.util.HashSet;
public class Demo11 {
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建HashSet集合
HashSet<String> set = new HashSet<String>();
set.add("java");
//重復(fù)元素?zé)o法被添加進(jìn)去
set.add("java");
System.out.println(set);
//集合遍歷
Iterator<String> it = set.iterator();
while (it.hasNext()) {
//輸出Set集合中的每個(gè)元素
System.out.println("值="+it.next());
}
}
}
在上面的代碼中，我們通過HashSet的構(gòu)造方法創(chuàng)建了一個(gè)Set集合對(duì)象，并將幾個(gè)元素對(duì)象存儲(chǔ)到了這個(gè)Set集合中。然后我們使用HashSet類中的iterator()方法獲取一個(gè)Iterator對(duì)象，并調(diào)用hasNext()方法遍歷集合元素，再使用next()方法獲取到下一個(gè)數(shù)據(jù)元素。但是HashSet輸出的元素是無序的，輸出時(shí)既不是添加元素的順序，也不是String排序的順序，在不同版本的JDK中，這個(gè)順序可能也是不同的。另外因?yàn)镾et是不可重復(fù)的，如果我們向Set集合中添加了兩個(gè)相同的元素，則后添加的會(huì)覆蓋前面添加的元素，所以Set集合中不會(huì)出現(xiàn)相同的元素。
三. TreeSet集合
1.簡(jiǎn)介
TreeSet是一種很常用的集合類型，它實(shí)現(xiàn)了Set和SortedSet接口，并且繼承自AbstractSet抽象類。TreeSet集合中的元素也是唯一的，不允許重復(fù)。TreeSet集合的底層基于紅黑樹，可以使用自然排序或指定的比較器對(duì)集合中的元素進(jìn)行排序。該類具有如下特點(diǎn)：
● TreeSet集合中的元素是唯一的，不允許重復(fù)。
● TreeSet集合中的元素是有序的，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了SortedSet接口，具有字典順序，可以通過迭代器按照升序或降序遍歷。
● TreeSet集合沒有固定的大小限制，可以動(dòng)態(tài)地添加和刪除元素。
● TreeSet集合提供了高效的元素查找和判斷功能。
另外，SortedSet接口是Set接口的子接口，能夠?qū)线M(jìn)行自然排序，因此TreeSet類默認(rèn)情況下就是自然排序(升序)的。但TreeSet只能對(duì)實(shí)現(xiàn)了Comparable接口的類對(duì)象進(jìn)行排序，所以我們使用TreeSet集合存儲(chǔ)對(duì)象時(shí)，該對(duì)象必須要實(shí)現(xiàn)Comparable接口。這是因?yàn)镃omparable接口中有一個(gè)compareTo(Object o)方法，可以比較兩個(gè)對(duì)象的大小。例如，a.compareTo(b)，如果 a 和 b 相等，則該方法會(huì)返回 0;如果 a 大于 b，則該方法返回大于 0 的正值;如果 a 小于 b，則該方法返回小于 0 的負(fù)值。
2.常用方法
除了Set類中通用的方法之外，TreeSet類還有如下幾個(gè)特有的方法：
因?yàn)門reeSet中的元素是有序的，所以增加了訪問第一個(gè)、前一個(gè)、后一個(gè)、最后一個(gè)元素的相關(guān)方法，并提供了3個(gè)從 TreeSet中截取子TreeSet的方法。
3.去重原理
當(dāng)TreeSet集合在保存對(duì)象元素時(shí)，集合對(duì)象必須實(shí)現(xiàn)Comparable接口，并重寫compareTo方法，該方法有如下兩個(gè)作用：
● 排序: 返回值大于0表示升序，返回值小于0表示降序;
● 去重(返回值為0)：TreeSet認(rèn)為返回0，表示兩個(gè)對(duì)象是相同的對(duì)象。
所以我們利用TreeSet實(shí)現(xiàn)去重的原理就是：如果compareTo()方法的返回值為0，則認(rèn)為是相同的對(duì)象;如果compareTo()方法的返回大于0，則是升序排序;如果小于0，則是降序排序。
4.使用案例
接下來我們?cè)偻ㄟ^一個(gè)案例來看看TreeSet的用法。
4.1 編寫Person類
首先我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)Person類，該類要實(shí)現(xiàn)Comparable接口。當(dāng)TreeSet集合在保存對(duì)象元素時(shí)，集合中添加的元素對(duì)象必須實(shí)現(xiàn)Comparable接口，并重寫compareTo方法。如果沒有實(shí)現(xiàn)Comparable接口，那么創(chuàng)建TreeSet時(shí)必須傳入一個(gè)Comparator對(duì)象。
/**
* 實(shí)現(xiàn)Comparable接口，并重新compareTo()方法
*/
public class Person implements Comparable<Person>{
private String username;
private String password;
public Person() {
}
public Person(String username, String password) {
super();
this.username = username;
this.password = password;
}
@Override
public String toString() {
return "User [username=" + username + ", password=" + password + "]";
}
//重寫compareTo()方法,對(duì)Person對(duì)象進(jìn)行比較
@Override
public int compareTo(Person o) {
if(!this.username.equals(o.username)) {
//根據(jù)姓名及長(zhǎng)度進(jìn)行比較
return this.username.length() - o.username.length();
}else {
//根據(jù)密碼進(jìn)行比較
if(this.password.equals(o.password)) {
return 0;
}else {
//比較姓名的長(zhǎng)度
return this.username.length() - o.username.length();
}
}
}
}
4.2 測(cè)試TreeSet排序功能
然后我們往TreeSet集合中添加若干個(gè)對(duì)象元素進(jìn)行排序測(cè)試，代碼如下：
import java.util.TreeSet;
public class Demo12 {
public static void main(String[] args) {
//TreeSet的去重原理
TreeSet<Person> set = new TreeSet<Person>();
set.add(new Person("admin","123"));
set.add(new Person("yyg","bb"));
set.add(new Person("jack","123"));
set.add(new Person("rose123","123"));
set.add(new Person("admin","123"));
set.add(new Person("xksss6","abc"));
//如果兩個(gè)對(duì)象的用戶名和密碼都相等，則認(rèn)為是兩個(gè)相同的對(duì)象，且按照名字長(zhǎng)度升序存放
for (Person person : set) {
System.out.println(person);
}
}
}
我們?cè)诒闅vTreeSet時(shí)，輸出的元素是有序的，這個(gè)順序是元素的排序順序。但是我們?cè)谑褂肨reeSet進(jìn)行自然排序時(shí)，只能向 TreeSet 集合中添加相同數(shù)據(jù)類型的對(duì)象，否則會(huì)拋出 ClassCastException異常。如果向 TreeSet集合中添加了一個(gè) Double類型的對(duì)象，則后面只能添加 Double對(duì)象，不能再添加其他類型的對(duì)象，例如 String對(duì)象等。
四. 結(jié)語
至此，小編就帶各位把Set集合及其子類學(xué)習(xí)完了，現(xiàn)在你學(xué)會(huì)了嗎?本文的重點(diǎn)內(nèi)容如下所示：
● Set用于存儲(chǔ)不重復(fù)的元素集合;
● 放入HashSet的元素，與作為HashMap的key要求相同;
● 放入TreeSet的元素，與作為TreeMap的Key要求相同;
● 利用Set可以去除重復(fù)元素;
● 遍歷SortedSet時(shí)，可以按照元素的排序順序進(jìn)行遍歷，我們也可以自定義排序算法;
京公網(wǎng)安備 11010802030320號(hào)