Java--Set接口

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2021-09-28 03:22 348阅读 0赞

### Set ###

*  前言
 *  1. HashSet集合介绍
 *  2. HashSet集合存储数据的结构（哈希表）
 *  3. HashSet存储自定义类型元素
 *  4. LinkedHashSet
 *  总结

# 前言 #

`java.util.Set`接口和`java.util.List`接口一样，同样继承自 Collection 接口，它与 Collection 接口中的方法基本一致，并没有对 Collection 接口进行功能上的扩充，只是比 Collection 接口更加严格了。与 List 接口不同的是， Set 接口中元素无序，并且都会以某种规则保证存入的元素不出现重复。  
Set 集合有多个子类，这里我们介绍其中的 java.util.HashSet 、 java.util.LinkedHashSet 这两个集合。

> 注意：Set集合取出元素的方式可以采用：迭代器、增强for。

# 1. HashSet集合介绍 #

`java.util.HashSet`是 Set 接口的一个实现类，它所存储的元素是不可重复的，并且元素都是无序的(即存取顺序不能保证不一致)。 `java.util.HashSet`底层的实现其实是一个 `java.util.HashMap`支持，由于我们暂时还未学习，先做了解。  
HashSet 是根据对象的哈希值来确定元素在集合中的存储位置，因此具有良好的存储和查找性能。保证元素唯一性的方式依赖于： hashCode 与 equals 方法。  
我们先来使用一下Set集合存储，看下现象，再进行原理的讲解：

public class HashSetDemo { 
        public static void main(String[] args) { 
            //创建 Set集合
            HashSet<String>  set = new HashSet<String>();
            //添加元素
            set.add(new String("cba"));
            set.add("abc");
            set.add("bac");
            set.add("cba"); 
            //遍历
            for (String name : set) { 
                System.out.println(name);
            }
        }
    }
    
    输出结果如下，说明集合中不能存储重复元素：
    cba
    abc
    bac

> 注意：根据结果我们发现字符串"cba"只存储了一个，也就是说重复的元素set集合不存储。

# 2. HashSet集合存储数据的结构（哈希表） #

什么是哈希表呢？  
在JDK1.8之前，哈希表底层采用数组+链表实现，即使用数组处理冲突，同一hash值的链表都存储在一个数组里。  
但是当位于一个桶中的元素较多，即hash值相等的元素较多时，通过key值依次查找的效率较低。而JDK1.8中，哈希表存储采用数组+链表+红黑树实现，当链表长度超过阈值（8）时，将链表转换为红黑树，这样大大减少了查找时间。  
简单的来说，哈希表是由数组+链表+红黑树（JDK1.8增加了红黑树部分）实现的，如下图所示。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0x1b2p1bjEzQ2xhc3M_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
看到这张图就有人要问了，这个是怎么存储的呢？  
为了方便大家的理解我们结合一个存储流程图来说明一下  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0x1b2p1bjEzQ2xhc3M_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
总而言之，JDK1.8引入红黑树大程度优化了HashMap的性能，那么对于我们来讲保证HashSet集合元素的唯一，其实就是根据对象的hashCode和equals方法来决定的。如果我们往集合中存放自定义的对象，那么保证其唯一，就必须复写hashCode和equals方法建立属于当前对象的比较方式。

# 3. HashSet存储自定义类型元素 #

给HashSet中存放自定义类型元素时，需要重写对象中的hashCode和equals方法，建立自己的比较方式，才能保证HashSet集合中的对象唯一.  
创建自定义Student类：

public class Student { 
        private String name;
        private int age;
    	
    	//get/set 
        @Override
        public 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 &&
                   Objects.equals(name, student.name);
        }
        @Override
        public int hashCode() { 
            return Objects.hash(name, age);
        }
    }

创建测试类：

public class HashSetDemo2 { 
        public static void main(String[] args) { 
            //创建集合对象 该集合中存储 Student类型对象
            HashSet<Student> stuSet = new HashSet<Student>();
            //存储
            Student stu = new Student("于谦", 43);
            stuSet.add(stu);
            stuSet.add(new Student("郭德纲", 44));
            stuSet.add(new Student("于谦", 43));
            stuSet.add(new Student("郭麒麟", 23));
            stuSet.add(stu);
            for (Student stu2 : stuSet) { 
                System.out.println(stu2);
            }
        }
    }
    
    执行结果：
    Student [name=郭德纲, age=44]
    Student [name=于谦, age=43]
    Student [name=郭麒麟, age=23]

# 4. LinkedHashSet #

我们知道HashSet保证元素唯一，可是元素存放进去是没有顺序的，那么我们要保证有序，怎么办呢？  
在HashSet下面有一个子类 `java.util.LinkedHashSet`，它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。  
代码如下：

public class LinkedHashSetDemo { 
    	public static void main(String[] args) {     
    		Set<String> set = new LinkedHashSet<String>();        
    		set.add("bbb");        
    		set.add("aaa");        
    		set.add("abc");        
    		set.add("bbc");        
            Iterator<String> it = set.iterator();
    		while (it.hasNext()) {         
    			System.out.println(it.next());            
    		}        
    	}    
    }
    结果：
      bbb
      aaa
      abc
      bbc

# 总结 #

我们可以看出，list和set都是集合类型的方法，但是两者之间的区别是很大的，如下：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>名称</th> 
   <th>List</th> 
   <th>Set</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>对象重复</td> 
   <td>可重复</td> 
   <td>不能重复</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>null值</td> 
   <td>可插入多个null元素</td> 
   <td>只允许一个null元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>排序</td> 
   <td>有序，保持每个元素的插入顺序，输出顺序和插入顺序一样</td> 
   <td>无需，无法保证每个元素的存储顺序，可以用Comparator后缀Comparable维护一个排序顺序</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>常用类型</td> 
   <td>ArrayList、LinkedList和Vector</td> 
   <td>HashSet、LinkedHashSet和TreeSet</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0x1b2p1bjEzQ2xhc3M_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

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