集合——Set
创始人
2024-03-31 19:32:14
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文章目录

  • Set
      • HashSet
      • TreeSet
      • LinkedHashSet

Set

不支持角标操作,不包含重复元素,允许null元素最多1个

Set用于存储不重复的元素集合,它主要提供以下几个方法:

  • 将元素添加进Setboolean add(E e)
  • 将元素从Set删除:boolean remove(Object e)
  • 判断是否包含元素:boolean contains(Object e)

Set实际上相当于只存储key、不存储value的Map。我们经常用Set用于去除重复元素。

因为放入Set的元素和Map的key类似,都要正确实现equals()hashCode()方法,否则该元素无法正确地放入Set

HashSet

此类实现 Set 接口,由哈希表(实际上是一个 HashMap 实例)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。此类允许使用 null 元素。

最常用的Set实现类是HashSet,实际上,HashSet仅仅是对HashMap的一个简单封装

底层数据结构 数组(哈希表)+链表+红黑树 实现的
平均每个链表长度>8的时候 每个链表转换为红黑树
平均每个红黑树长度<6的时候,每个红黑树转换为链表
本质上 哈希表 要么是一个链表的数组LinkedList[] 要么是红黑树的数组TreeSet[] 桶-容器
它不保证 set 的迭代顺序;特别是它不保证该顺序恒久不变
允许null值,禁止重复元素 线程不安全 不同步
默认初始容量是 16 数组的长度
默认的加载因子 0.75 桶的个数 / 桶中元素的个数
无序集合

class Person implements Comparable{private String name;private int age;//构造函数public Person() {}public Person(String name) {this.name = name;}public Person(int age) {this.age = age;}public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic boolean equals(Object o) {System.out.println("person equals....");if (this == o) return true;if (!(o instanceof Person)) return false;Person person = (Person) o;return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);}@Overridepublic int hashCode() {System.out.println("person hashCode....");return Objects.hash(name, age);}@Overridepublic String toString() {return "Person{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}//修改器和访问器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;}@Overridepublic int compareTo(Person o) {return name.compareTo(o.getName());}
}
HashSet set1 = new HashSet<>();
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
//每一次添加元素时,都会调用该元素的hashCode函数来返回哈希值 用于计算元素要去的桶角标
//但是此处 的每一个Person内容都不一样 所以哈希值也都不一样
set1.add(new Person("person" + i, 10 + i));
}
System.out.println(set1);
//每一次添加元素时,都会调用该元素的hashCode函数来返回哈希值 用于计算元素要去的桶角标
Person p = new Person("person1", 11);
set1.add(p);
//如果发现哈希值对应的桶中已经有元素了 接着调用元素的equals方法来判断和桶中元素的内容是否一样,内容一样,则不进入
//否则(哈希值一样 但内容不一样) 则进入到表中
System.out.println(set1);

TreeSet

基于 TreeMapNavigableSet实现。使用元素的自然顺序对元素进行排序,或者根据创建 set 时提供的 Comparator 进行排序,具体取决于使用的构造方法。

底层数据结构-红黑树-二分搜索树
使用元素的自然顺序对元素进行排序 二分搜索树中序遍历是有序的
不同步的 线程不安全 函数没有同步关键synchronized - 适用于单线程情况
不允许存储null值 不允许重复

方法摘要
booleanadd(E e) 将指定的元素添加到此 set(如果该元素尚未存在于 set 中)。
Eceiling(E e) 返回此 set 中大于等于给定元素的最小元素;如果不存在这样的元素,则返回 null
voidclear() 移除此 set 中的所有元素。
Objectclone() 返回 TreeSet 实例的浅表副本。
Comparatorcomparator() 返回对此 set 中的元素进行排序的比较器;如果此 set 使用其元素的自然顺序,则返回 null
Efirst() 返回此 set 中当前第一个(最低)元素。
Efloor(E e) 返回此 set 中小于等于给定元素的最大元素;如果不存在这样的元素,则返回 null
SortedSetheadSet(E toElement) 返回此 set 的部分视图,其元素严格小于 toElement
Ehigher(E e) 返回此 set 中严格大于给定元素的最小元素;如果不存在这样的元素,则返回 null
booleanisEmpty() 如果此 set 不包含任何元素,则返回 true
Iteratoriterator() 返回在此 set 中的元素上按升序进行迭代的迭代器。
Elast() 返回此 set 中当前最后一个(最高)元素。
Elower(E e) 返回此 set 中严格小于给定元素的最大元素;如果不存在这样的元素,则返回 null
EpollFirst() 获取并移除第一个(最低)元素;如果此 set 为空,则返回 null
EpollLast() 获取并移除最后一个(最高)元素;如果此 set 为空,则返回 null
booleanremove(Object o) 将指定的元素从 set 中移除(如果该元素存在于此 set 中)。
intsize() 返回 set 中的元素数(set 的容量)。
SortedSetsubSet (E fromElement, E toElement) 返回此 set 的部分视图,其元素从 fromElement(包括)到 toElement(不包括)。
SortedSettailSet (E fromElement) 返回此 set 的部分视图,其元素大于等于 fromElement

Set接口并不保证有序,而SortedSet接口则保证元素是有序的:

  • HashSet是无序的,因为它实现了Set接口,并没有实现SortedSet接口;
  • TreeSet是有序的,因为它实现了SortedSet接口。

使用TreeSet和使用TreeMap的要求一样,添加的元素必须正确实现Comparable接口,如果没有实现Comparable接口,那么创建TreeSet时必须传入一个Comparator对象。

有序:元素的进入顺序与遍历顺序是相关的 不代表排序!

TreeSet set = new TreeSet<>();
set.add(7);
set.add(4);
set.add(8);
set.add(3);
set.add(5);
set.add(6);

去除重复元素的使用场景

Random random = new Random();
ArrayList list = new ArrayList<>();
for (int i = 1; i <= 50; i++) {
list.add(random.nextInt(10));
}
System.out.println(list);
TreeSet set3 = new TreeSet<>();
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
set3.add(list.get(i));
}
System.out.println(set3);

比较器的优先级 > 元素自身的比较性


TreeSet set4 = new TreeSet<>(new Comparator() {
@Override
public int compare(Person o1, Person o2) {
//所谓的大小不是绝对的
//                return o1.getAge() - o2.getAge(); //从小到大
return o2.getAge() - o1.getAge();   //从大到小
}
});
set4.add(new Person("cat", 12));
set4.add(new Person("dog",10));
set4.add(new Person("banana",13));
set4.add(new Person("animal", 14));
System.out.println(set4);for (Person p : set4) {
System.out.println(p);
}
Iterator it = set4.iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}

LinkedHashSet

LinkedHashSet是 HashSet的子类 LinkedHashSet根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置,但它同时使用双向链表维护元素的次序,这使得元素看起来是以插入顺序保存的。 LinkedHashSet插入性能略低于 HashSet,但在迭代访问Set里的全部元素时有很好的性能。 LinkedHashSet不允许集合元素重复。

原理和用法和HashSet是一致的 是HashSet的子类
LinkedHashSet实现是LinkedHashMap的一种
此实现与 HashSet 的不同之外在于,LinkedHashSet维护着一个运行于所有条目的双重链接列表。
此链接列表定义了迭代顺序,即按照将元素插入到 set 中的顺序(插入顺序)进行迭代
如果要求元素进入顺序和迭代顺序一致的话 LinkedHashSet
实际上就是HashSet + 双向链表 实现的
HashSet还是按照上述的内容进行元素管理
双向链表 专门用于按照进入顺序存储管理元素

import java.util.LinkedHashSet;public class Test {public static void main(String[] args) {LinkedHashSet hs=new LinkedHashSet();hs.add("hello");hs.add("world");hs.add("java");for(String h:hs) {System.out.println(h);}}
}//输出: 
//hello
//world
//java

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