Java-Set

雨点打透心脏的1/2处 2024-03-26 13:12 14阅读 0赞

## 一、Set ##

> Set集合是Collection集合的子接口,该集合中不能有重复元素!!

> Set集合提供的方法签名,与父接口Collection的方法完全一致!! 即没有关于下标操作的方法

> Set接口,它有两个常用的子实现类HashSet,TreeSet

## 二、HashSet ##

> HashSet实现了Set接口,底层是hash表(实际上底层是HashMap)  
> 该类不允许重复元素,不保证迭代顺序,即无序(插入顺序和遍历顺序不一致)

### **2.1 方法演示** ###

> **构造方法** 
> HashSet() 构造一个新的空 set，其底层 HashMap 实例的默认 **初始容量是 16**， **加载因子是 0.75**。 
> HashSet(Collection<? extends E> c)构造一个包含指定 collection 中的元素的新 set 
> HashSet(int initialCapacity) 构造一个新的空 set，其底层 HashMap 实例具有指定的初始容量和默认的加载因子（0.75）。 
> HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) 构造一个新的空 set，其底层 HashMap 实例具有指定的初始容量和指定的加载因子。

> **方法**  
> HashSet类中的方法与父接口Set接口中的方法一致,即又跟Collection接口中方法一致

public static void main(String[] args) {
 // 创建HashSet集合
 HashSet<Integer> set = new HashSet<>( );
 
 // 放入元素
 boolean r1 = set.add(221);
 System.out.println(r1 );
 boolean r2 = set.add(221);
 System.out.println(r2 );
 set.add(111);
 set.add(111);
 set.add(44);
 set.add(23);
 
 // 遍历(for + Iterator)
 for(Integer i: set) {
 System.out.println(i );
 }
 
 // 总结: 顺序问题+ 重复问题
 // 无序即 插入顺序和迭代顺序不一致
 // 不允许重复!
 Iterator<Integer> iterator = set.iterator( );
 while(iterator.hasNext()) {
 Integer integer = iterator.next( );
 System.out.println(integer );
 }
 
 
 // 演示其他方法(移除,判断,大小等等)
 System.out.println(set.size() );
 System.out.println(set.isEmpty( ));
 set.clear();
 System.out.println(set.size() );
 System.out.println(set.isEmpty( ));
 
 HashSet<Integer> set2 = new HashSet<>( );
 set2.add(111);
 // 移除全部指定元素
 System.out.println(set.removeAll(set2));
 System.out.println(set );
 }

### **2.2 扩容机制** ###

> HashSet底层是Hash表,其实是HashMap.  
> **默认初始容量16,加载因子0.75 ---> 扩容的阈值= 容量 \* 因子 = 16 \* 0.75 = 12即超过12个元素时就要触发扩容,扩容成原来的2倍**  
> (ps: 初始容量和加载因子是可以通过构造方法创建时修改的...)

### **2.3 去重原理（先hashcode再equals）** ###

> 调用add(E e)方法时,会在底层调用元素e的hashcode方法来获得对象的地址值  
> 如果地址值不一样,直接存储  
> 如果地址值一样时,会再调用元素的equals方法判断元素的内容是否一样  
> 如果equals为false,那么存储 但是如果equals判断值为true,那么去重

（PS：**重写hashcode时**，要**把返回值设为一致**，这样地址一样了才能去重，否则每次new的对象都是不同的地址，hash地址不同则不执行后面的equals了。 同一个地址存储多个对象，是因为存储在“桶”中）

> 以后只需要使用工具生成hashcode和equals就可以再HashSet中去重!  
>

public static void main(String[] args) {
 HashSet<Integer> set = new HashSet<>( );
 set.add(1);
 set.add(2);
 set.add(3);
 set.add(1);
 System.out.println(set );
 
 // 创建几个学生,放入set集合
 // 设想属性一样的学生会去重
 HashSet<Student> stuSet = new HashSet<>( );
 stuSet.add(new Student(18,"zs"));
 stuSet.add(new Student(19,"ls"));
 stuSet.add(new Student(19,"ls"));
 stuSet.add(new Student(20,"ww"));
 System.out.println(stuSet );
 }

## 三、LinkedHashSet ##

> LinkedHashSet 既有Set的去重的特性,又有Linked结构有序的特性,即存储在LinkedHashSet 中的元素既不允许重复,又能保证迭代顺序

LinkedHashSet<Integer> lhs = new LinkedHashSet<>( );

## 四、TreeSet ##

> TreeSet是基于 TreeMap 的 NavigableSet 的实现.可以使用元素的 自然顺序对元素进行排序或者根据创建 TreeSet 时提供的 Comparator 进行排序，具体取决于使用的构造方法  
> 即TreeSet会对存储的元素排序,当然也会去重!

### **4.1 方法演示** ###

> **构造方法** 
> TreeSet()构造一个新的空 set，该 set 根据其元素的自然顺序进行排序。 
> TreeSet(Comparator<? super E> comparator) 构造一个新的空 TreeSet，它根据指定比较器进行排序。

> **方法**  
> 有常规的集合的方法(add,remove,Iterator,size等等),还有一些基于树结构能排序的特性才有的特殊方法,例如范围取值的(ceiling(),floor(),lower(),higher(),首尾取值(),first(),last()...)等操作

TreeSet<Integer> set = new TreeSet<>( );
 set.add(44);
 set.add(221);
 set.add(221);
 set.add(23);
 // 发现: 会排序(默认是升序),不能存储重复元素
 System.out.println(set );
 
 for(Integeri : set) {
 System.out.println(i );
 }
 
 // 获得第一个(排序后)
 System.out.println("first: "+set.first( ));
 // 获得最后一个(排序后)
 System.out.println("last: "+set.last() );
 
 System.out.println(set );
 
 // 获取并移除第一个(排序后)
 System.out.println("第1个"+set.pollFirst());
 // 获取并移除最后一个(排序后)
 System.out.println("最hou1个"+set.pollLast());
 System.out.println(set );
 
 // floor 返回此 set 中 小于等于 给定元素的最大元素
 // ceiling 返回此 set 中 大于等于 给定元素的最小元素
 
 // 返回 小于 参数 的最大内容
 System.out.println(ts.lower(33));
 System.out.println(ts); 
         // 返回 大于 参数 的最大内容
 System.out.println(ts.higher(34));
 System.out.println(ts);
 
 // 范围取值
 System.out.println(set.lower(100));
 }

### **4.2 去重排序原理（**通过Compareable接口的compareto方法来保证的**）** ###

> 前提知识: TreeSet底层是TreeMap,TreeMap是红黑树,是一种平衡二叉树(AVL)

**eg**：新建User类（age，name）,创建TreeSet集合,创建多个User对象,将user对象存入TreeSet集合,实现去重排序,1) 年龄和姓名一致则去重 2) 按照年龄从小到大排序

TreeSet<User> set= new TreeSet<>( );

set.add(newUser(18,"丫丫"));

// **运行报错ClassCastException 无法转成Comparable接口**

> Comparable接口,强行对实现它的每个类的对象进行整体排序,这种排序被称为类的 *自然排序*.实现这个接口,需要重写comparTo方法,该方法返回值决定了是升序,降序还是去重!

> 该comparTo(T t)方法运行时 , this指代当前正在调用该方法的对象,参数T就是之前已经存在的元素.  
> 返回值  0,意味着此元素(正在存储的元素)和之前的 元素相同,即 不存储,则去重  
> 返回值 正整数,意味着此元素 大于 之前的元素,  放在该节点的**右边**  
> 返回值 负整数,意味着此元素 小于 之前的元素, 放在该节点的**左边**  
> 最后都存储完毕时,取值时 采用中序遍历(从根节点开始按照左,中,右的顺序读取)

## 五、总结 ##

HashSet 方法与父Collection接口中方法一致

需要记住： HashSet底层（HashMap），扩容，去重原理

LinkedHashSet 了解

TreeSet底层的树结构能了解就行，只需要指定要想去除排序，必须要实现接口重写方法，返回0去重，返回正负如何如何：

<table style=""> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="width:341px;vertical-align:top;height:51px;">// 0 相同// return 0;// 正整数 此元素大于之前的元素// return 1;// 负整数 此元素小于之前的元素 return -1;</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

Java-Set

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