Java集合(5)--Set接口及其实现类HashSet、LinkedHashSet和TreeSet

简介: Java集合(5)--Set接口及其实现类HashSet、LinkedHashSet和TreeSet

文章目录


Set接口概述

HashSet实现类

LinkedHashSet实现类

TreeSet实现类


Set接口概述


1、Set接口是Collection的子接口,set接口没有定义额外的方法,使用的都是Collection接口中的方法。

2、Set 集合不允许包含相同的元素,如果试把两个相同的元素加入同一个Set 集合中,则添加操作失败。


6197325630d5493db2eed078be1e72d1.png


3、Set:存储无序的、不可重复的数据

(以HashSet为例说明)

①无序性:不等于随机性。存储的数据在底层数组中并非按照数组索引的顺序添加,而是根据数据的哈希值。

②不可重复性:保证添加的元素按照equals()判断时,不能返回true。即:相同的元素只能添加一个。


HashSet实现类


1、HashSet 具有以下特点:

①不能保证元素的排列顺序

②HashSet 不是线程安全的

③集合元素可以是 null


2、HashSet 集合判断两个元素相等的标准:两个对象通过 hashCode() 方法比较相等,并且两个对象的 equals() 方法返回值也相等。因此对于存放在Set容器中的对象,对应的类一定要重写equals()和hashCode()方法,以实现对象相等规则,即:“相等的对象必须具有相等的散列码”。


3、向HashSet中添加元素的过程:

我们向HashSet中添加元素a,首先调用元素a所在类的hashCode()方法,计算元素a的哈希值,此哈希值接着通过某种算法计算出在HashSet底层数组中的存放位置(索引位置)。接着判断数组此位置上是否已经有元素:


如果此位置上没有其他元素,则元素a添加成功。—>情况1

如果此位置上有其他元素b(或以链表形式存在多个元素),则比较元素a与元素b的hash值:


如果hash值不相同,则元素a添加成功。—> 情况2

如果hash值相同,进而需要调用元素a所在类的equals()方法:


如果equals()返回true,元素a添加失败

如果equals()返回false,则元素a添加成功。—>情况3


对于添加成功的情况2和情况3而言:元素a与已经存在指定索引位置上数据以链表的方式存储。(七上八下)

jdk 7 : 新来元素a放到数组中,指向已存在的旧元素。

jdk 8 : 已存在的旧元素在数组中,指向新来元素a


f6bd270f624e4835b4ba08efc41358c8.png


底层为“数组+链表”,数组初始容量为16,当如果使用率超过0.75(16*0.75=12)就会扩大容量为原来的2倍。(16扩容为32,依次为64,128…等)


重写equals()方法的时候一般都需要同时复写hashCode()方法。通常参与计算hash值的对象的属性也应该参与到equals()中进行计算


381dbee0420f4c5abda31ad1c75b4da5.png


LinkedHashSet实现类


1、LinkedHashSet 是 HashSet 的子类,也是根据元素的 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。


2、LinkedHashSet插入性能略低于 HashSet,但在迭代访问(遍历) Set 里的元素时有很好的性能。


3、LinkedHashSet 不允许集合元素重复。


760d14f105f941968dc5cf55c7c1bd88.png


TreeSet实现类


1、TreeSet 是 SortedSet 接口的实现类,TreeSet 可以确保集合元素处于排序状态。元素应为相同类的对象。


2、TreeSet底层使用红黑树结构存储数据。


3、TreeSet 两种排序方法:自然排序和定制排序。默认情况下,TreeSet 采用自然排序。


4、自然排序

①TreeSet 会调用集合元素的 compareTo(Object obj) 方法来比较元素之间的大小关系,然后将集合元素按条件排列。如果试图把一个对象添加到 TreeSet 时,则该对象的类必须实现 Comparable 接口。实现 Comparable 的类必须重写compareTo(Object obj) 方法,两个对象通过compareTo(Object obj) 方法的返回值来比较大小。

②向 TreeSet 中添加元素时,只有第一个元素无须比较compareTo()方法,后面添

加的所有元素都会调用compareTo()方法进行比较。

③因为只有相同类的两个实例才会比较大小,所以向 TreeSet 中添加的应该是同

一个类的对象。

④对于 TreeSet 集合而言,它判断两个对象是否相等的唯一标准是两个对象通过 compareTo(Object obj) 方法比较的返回值。


import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;
/**
 * @Author: Yeman
 * @Date: 2021-09-16-16:48
 * @Description:
 */
class Student implements Comparable{
    String name;
    int age;
    public Student() {
    }
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    @Override
    //姓名从小到大,年龄从大到小排列
    public int compareTo(Object o) {
        if (o instanceof Student){
            Student student = (Student) o;
            int nameResult = this.name.compareTo(student.name);
            if (nameResult == 0){
                return -Integer.compare(this.age,student.age);
            }else {
                return nameResult;
            }
        }else throw new RuntimeException("类型不匹配");
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
public class TreeSetTest {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet treeSet = new TreeSet();
        treeSet.add(new Student("Tom",18));
        treeSet.add(new Student("Tom",22));
        treeSet.add(new Student("jim",18));
        treeSet.add(new Student("Anne",19));
        treeSet.add(new Student("Lily",25));
        treeSet.add(new Student("LiLei",25));
        Iterator iterator = treeSet.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}


afe9246068fe4699843e3a3feedb34b9.png


5、定制排序

①定制排序,通过Comparator接口来实现,需要重写compare(T o1,T o2)方法。

②要实现定制排序,需要将实现Comparator接口的实例作为形参传递给TreeSet的构造器。

③仍然只能向TreeSet中添加类型相同的对象。否则发生ClassCastException异常。

④使用定制排序判断两个元素相等的标准是:通过Comparator比较两个元素返回了0。


import java.util.Comparator;
import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;
/**
 * @Author: Yeman
 * @Date: 2021-09-16-16:48
 * @Description:
 */
class Student{
    String name;
    int age;
    public Student() {
    }
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
public class TreeSetTest {
    public static void main(String[] args) {
        Comparator com = new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if (o1 instanceof Student && o2 instanceof Student) {
                    Student student1 = (Student) o1;
                    Student student2 = (Student) o2;
                    return Integer.compare(student1.age, student2.age);
                } else throw new RuntimeException("类型不匹配");
            }
        };
        TreeSet treeSet = new TreeSet(com);
        treeSet.add(new Student("Tom",18));
        treeSet.add(new Student("Tom",22));
        treeSet.add(new Student("jim",18));
        treeSet.add(new Student("Anne",19));
        treeSet.add(new Student("Lily",25));
        treeSet.add(new Student("LiLei",25));
        Iterator iterator = treeSet.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}


24c08c87eb974e0ab4981e4f9f14c080.png




相关文章
|
1天前
|
安全 Java 开发者
Java一分钟之-文件与目录操作:Path与Files类
【5月更文挑战第13天】Java 7 引入`java.nio.file`包,`Path`和`Files`类提供文件和目录操作。`Path`表示路径,不可变。`Files`包含静态方法,支持创建、删除、读写文件和目录。常见问题包括:忽略异常处理、路径解析错误和权限问题。在使用时,注意异常处理、正确格式化路径和考虑权限,以保证代码稳定和安全。结合具体需求,这些方法将使文件操作更高效。
10 2
|
1天前
|
安全 Java 开发者
Java一分钟之-Optional类:优雅处理null值
【5月更文挑战第13天】Java 8的`Optional`类旨在减少`NullPointerException`,提供优雅的空值处理。本文介绍`Optional`的基本用法、创建、常见操作,以及如何避免错误,如直接调用`get()`、误用`if (optional != null)`检查和过度使用`Optional`。正确使用`Optional`能提高代码可读性和健壮性,建议结合实际场景灵活应用。
16 3
|
1天前
|
存储 Java ice
【Java开发指南 | 第十六篇】Java数组及Arrays类
【Java开发指南 | 第十六篇】Java数组及Arrays类
8 3
|
1天前
|
Java 编译器 ice
【Java开发指南 | 第十五篇】Java Character 类、String 类
【Java开发指南 | 第十五篇】Java Character 类、String 类
11 1
|
1天前
|
存储 Java ice
【Java开发指南 | 第十四篇】Java Number类及Math类
【Java开发指南 | 第十四篇】Java Number类及Math类
10 1
|
Java
java8中LinkedHashSet是如何实现的
LinkedHashSet是Set集合的一个实现,具有set集合不重复的特点,同时具有可预测的迭代顺序,也就是我们插入的顺序。 那么LinkedHashSet和LinkedHashMap有什么区别?它又是如何实现链表的?今天我们就从java8版本来看看LinkedHashSet是如何实现的。
115 0
|
2天前
|
安全 Java 调度
深入理解Java并发编程:线程安全与性能优化
【5月更文挑战第12天】 在现代软件开发中,多线程编程是提升应用程序性能和响应能力的关键手段之一。特别是在Java语言中,由于其内置的跨平台线程支持,开发者可以轻松地创建和管理线程。然而,随之而来的并发问题也不容小觑。本文将探讨Java并发编程的核心概念,包括线程安全策略、锁机制以及性能优化技巧。通过实例分析与性能比较,我们旨在为读者提供一套既确保线程安全又兼顾性能的编程指导。
|
2天前
|
Java
Java中的多线程编程:基础知识与实践
【5月更文挑战第13天】在计算机科学中,多线程是一种使得程序可以同时执行多个任务的技术。在Java语言中,多线程的实现主要依赖于java.lang.Thread类和java.lang.Runnable接口。本文将深入探讨Java中的多线程编程,包括其基本概念、实现方法以及一些常见的问题和解决方案。
|
2天前
|
安全 算法 Java
深入理解Java并发编程:线程安全与性能优化
【5月更文挑战第13天】 在Java开发中,并发编程是一个复杂且重要的领域。它不仅关系到程序的线程安全性,也直接影响到系统的性能表现。本文将探讨Java并发编程的核心概念,包括线程同步机制、锁优化技术以及如何平衡线程安全和性能。通过分析具体案例,我们将提供实用的编程技巧和最佳实践,帮助开发者在确保线程安全的同时,提升应用性能。
10 1
|
2天前
|
Java 调度
Java一分钟之线程池:ExecutorService与Future
【5月更文挑战第12天】Java并发编程中,`ExecutorService`和`Future`是关键组件,简化多线程并提供异步执行能力。`ExecutorService`是线程池接口,用于提交任务到线程池,如`ThreadPoolExecutor`和`ScheduledThreadPoolExecutor`。通过`submit()`提交任务并返回`Future`对象,可检查任务状态、获取结果或取消任务。注意处理`ExecutionException`和避免无限等待。实战示例展示了如何异步执行任务并获取结果。理解这些概念对提升并发性能至关重要。
17 5