先赞后看，Java进阶马上一大半
海外geeksforgeeks网站画了这么一张Set集合的层次结构图，基本把Set集合涉及的常用类关系给标明了。
大家好，我是南哥。
一个Java学习与进阶的领路人，相信对你通关面试、拿下Offer进入心心念念的公司有所帮助。
⭐⭐⭐本文收录在全网独一份的《JavaProGuide》：https://github.com/hdgaadd/JavaProGuide
1. Set集合
1.1 HashSet
面试官：你说说对HashSet的理解？
Set集合区别于其他三大集合的重要特性就是元素具有唯一性，南友们记不住这个特性的话，有个易记的方法。Set集合为什么要叫Set呢？因为Set集合的命名取自于我们小学数学里的集合论（Set Theory），数学集合一个很重要的概念就是每个元素的值都互不相同。
Set集合常见的有实例有：HashSet、LinkedHashSet、TreeSet，南哥先缕一缕HashSet。
// HashSet类源码
public class HashSet<E> extends AbstractSet<E> implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable {
...}
HashSet底层实现其实是基于HashMap，HashMap的特点就是Key具有唯一性，这一点被HashSet利用了起来，每一个HashMap的Key对应的就是HashSet的元素值。来看看官方源码的解释。
此类实现Set接口，由哈希表（实际上是HashMap实例）支持。它不保证集合的迭代顺序；特别是，它不保证顺序随时间保持不变。此类允许null元素。
我们创建一个HashSet对象，实际上底层创建了一个HashMap对象。
// HashSet构造方法源码
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
HashSet一共提供了以下常用方法，不得不说HahSet在业务开发中还是用的没那么多的，南哥在框架源码上看HashSet用的就比较多，比如由Java语言实现的zookeeper框架源码。
（1）添加元素
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
我们看上面add方法的源码，是不是调用了HashMap的put方法呢？而put方法添加的Key是HashSet的值，Val则是一个空的Object对象。PRESENT是这么定义的。
// Dummy value to associate with an Object in the backing Map
private static final Object PRESENT = new Object();
（2）判断元素是否存在
public boolean contains(Object o) {
return map.containsKey(o);
}
HashSet的contains方法同样是调用HashMap判断Key是否存在的方法：containsKey。
（3）移除元素
public boolean remove(Object o) {
return map.remove(o)==PRESENT;
}
1.2 LinkedHashSet
面试官：LinkedHashSet呢？
接着轮到LinkedHashSet，同为Set集合之一，它和上文的HashSet有什么区别？南哥卖个关子。
源码对LinkedHashSet的解释。
Hash table and linked list implementation of the Set interface, with predictable iteration order. This implementation differs from HashSet in that it maintains a doubly-linked list running through all of its entries. This linked list defines the iteration ordering, which is the order in which elements were inserted into the set (insertion-order).
源码的大概意思就是：Set接口的哈希表和链表实现，具有可预测的迭代顺序。此实现与HashSet的不同之处在于，它维护一个贯穿其所有条目的双向链表。此链表定义迭代顺序，即元素插入集合的顺序 (插入顺序)。
底层数据结构是一条双向链表，每个元素通过指针进行相连，也就有了按插入顺序排序的功能。
知道了LinkedHashSet的特性，看看他的构造方法。
/**
* 构造一个新的、空的链接哈希集，具有默认初始容量（16）和负载因子（0.75）。
*/
public LinkedHashSet() {
super(16, .75f, true);
}
这个super方法向上调用了底层C语言源码实现的LinedHashMap的构造方法。LinkedHashMap的特点就是元素的排序是根据插入的顺序进行排序，那LinkedHashSet也就继承了这个特性。
// C语言源码
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
LinkedHashSet的常见方法和HashSet一样，同样是add()、contains()、remove()，这里我写个简单的Demo。
public static void main(String[] args) throws IOException {
LinkedHashSet<Integer> set = new LinkedHashSet<>();
set.add(1);
System.out.println(set.contains(1));
set.remove(1);
System.out.println(set.contains(1));
}
# 运行结果
true
false
1.3 TreeSet
TreeSet和它们比有什么特性？
轮到你了，TreeSet。我们南友们很好奇为什么他叫TreeSet？
因为他是基于TreeMap实现的。。。
但根本原因不是，TreeMap的底层是通过红-黑树数据结构来实现自然排序，那TreeSet也就继承了这个特性。
官方源码对TreeSet的解释：
基于TreeMap的NavigableSet实现。元素使用其自然顺序进行排序，或者根据使用的构造函数，使用创建集合时提供的Comparator进行排序。
源码解释告诉我们，TreeSet和HashSet、LinkedHashSet不同的特性在于，元素既不像HashSet一样无序，也不是像LinkedHashSet一样是以插入顺序来排序，它是根据元素的自然顺序来进行排序。
b、c、a这三个元素插入到TreeSet中，自然顺序就和字母表顺序一样是：a、b、c。
public static void main(String[] args) throws IOException {
TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<>();
treeSet.add("b");
treeSet.add("c");
treeSet.add("a");
System.out.println(treeSet);
}
# 运行结果
[a, b, c]
TreeSet除了拥有以下的add()、contains()、remove()方法。
// 如果指定元素尚不存在，则将其添加到此集合中。
public boolean add(E e) {
return m.put(e, PRESENT)==null;
}
// 如果此集合包含指定元素，则返回true
public boolean contains(Object o) {
return m.containsKey(o);
}
// 如果存在指定元素，则从此集合中移除该元素。
public boolean remove(Object o) {
return m.remove(o)==PRESENT;
}
值得提出来的是，TreeSet还拥有first()、last()，可以方便我们提取出第一个、最后一个元素。
// 返回集合中的第一个元素。
public E first() {
return m.firstKey();
}
// 返回集合中的最后一个元素。
public E last() {
return m.lastKey();
}
1.4 TreeSet自定义排序
面试官：那TreeSet要怎么定制排序？
TreeSet的自定义排序我们要利用Comparator接口，通过向TreeSet传入自定义排序规则的Comparator来实现。
官方源码是这么解释的，南友们看一看。
// 构造一个新的空树集，根据指定的比较器进行排序。
// 插入到集合中的所有元素都必须能够通过指定的比较器相互比较： comparator. compare(e1, e2)不得对集合中的任何元素e1和e2抛出ClassCastException 。
// 如果用户尝试向集合中添加违反此约束的元素，则add调用将抛出ClassCastException
public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
this(new TreeMap<>(comparator));
}
传入Comparator接口时，我们还需要定义compare方法的游戏规则：如果compare方法比较两个元素的大小，返回正整数代表第一个元素 > 第二个元素、返回负整数代表第一个元素 < 第二个元素、返回0代表第一个元素 = 第二个元素。
下面我写了一个Demo，Comparator接口的规则是这样：人的岁数越小，那么他排名越靠前。
public class JavaProGuideTest {
public static void main(String[] args) {
TreeSet set = new TreeSet(new Comparator() {
public int compare(Object o1, Object o2) {
Person p1 = (Person)o1;
Person p2 = (Person)o2;
return (p1.age > p2.age) ? 1 : (p1.age < p2.age) ? -1 : 0;
}
});
set.add(new Person(5));
set.add(new Person(3));
set.add(new Person(6));
System.out.println(set);
}
@Data
@AllArgsConstructor
private static class Person {
int age;
}
}
# 执行结果
[JavaProGuideTest.Person(age=3), JavaProGuideTest.Person(age=5), JavaProGuideTest.Person(age=6)]
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