通过元素自身实现比较规则

在元素自身实现比较规则时，需要实现Comparable接口中的 compareTo方法，该方法中用来定义比较规则。TreeSet通过调用该方法来完成对元素的排序处理。

创建Users类

public class Users implements Comparable<Users>{
    private String username;
    private int userage;
    public Users(String username, intuserage) {
        this.username = username;
        this.userage = userage;
   }
   public Users() { }
  @Override
    public boolean equals(Object o) {
        System.out.println("equals...");
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Users users = (Users) o;
        if (userage != users.userage) return false;
        return username != null ? username.equals(users.username) : users.username == null;
   }
    @Override
    public int hashCode() {
        int result = username != null ? username.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + userage;
        return result;
   }
    public String getUsername() {
        return username;
   }
   public void setUsername(String username)
    {
        this.username = username;
   }
   public int getUserage() {
        return userage;
   }
   public void setUserage(int userage) {
        this.userage = userage;
   }
 @Override
  public String toString() {
        return "Users{" +
                "username='" + username + '\'' +
                ", userage=" + userage +
                '}';
   }
    //定义比较规则
    //正数：大，负数：小，0：相等
    @Override
    public int compareTo(Users o) {
        if(this.userage > o.getUserage()){
            return 1;
       }
        if(this.userage == o.getUserage()){
           return this.username.compareTo(o.getUsername());
      }
        return -1;
   }
}

Set<Users> set1 = new TreeSet<>();
Users u = new Users("oldlu",18);
Users u1 = new Users("admin",22);
Users u2 = new Users("sxt",22);
set1.add(u);
set1.add(u1);
set1.add(u2);
for(Users users:set1){
    System.out.println(users);
}

通过比较器实现比较规则

通过比较器定义比较规则时，我们需要单独创建一个比较器，比较器需要实现Comparator接口中的compare方法来定义比较规则。在实例化TreeSet时将比较器对象交给TreeSet来完成元素的排序处理。此时元素自身就不需要实现比较规则了。

创建Student类

public class Student {
    private String name;
    private int age;
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
   }
    public Student() { }
  @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
   }
    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;
   }
    @Override
   public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Student student = (Student) o;
        if (age != student.age) return false;
        return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null;
   }
    @Override
    public int hashCode() {
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
   }
}

创建比较器

public class StudentComparator implements Comparator<Student> {
    //定义比较规则
    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        if(o1.getAge() > o2.getAge()){
            return 1;
       }
        if(o1.getAge() == o2.getAge()){
            return o1.getName().compareTo(o2.getName());
       }
      return -1;
   }
}

public class TreeSetTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建TreeSet容器，并给定比较器对象
        Set<Student> set = new TreeSet<>(new StudentComparator());
        Student s = new Student("oldlu",18);
        Student s1 = new Student("admin",22);
        Student s2 = new Student("sxt",22);
        set.add(s);
        set.add(s1);
        set.add(s2);
        for(Student student:set){
            System.out.println(student);
       }
   }
}

TreeSet底层源码分析

成员变量

/**
* The backing map.
*/
private transient NavigableMap<E,Object> m;
// Dummy value to associate with an Object in the backing Map
private static final Object PRESENT = new Object();

构造方法

public TreeSet() {
    this(new TreeMap<E,Object>());
}

添加元素

/**
* Adds the specified element to this set if it is not already present.
* More formally, adds the specified element <tt>e</tt> to this set if
* this set contains no element <tt>e2</tt> such that
* <tt>(e==null&nbsp;? &nbsp;e2==null&nbsp;:&nbsp;e.equals(e2))</tt>.
* If this set already contains the element, the call leaves the set
* unchanged and returns <tt>false</tt>.
*
* @param e element to be added to this set
* @return <tt>true</tt> if this set did not already contain the specified
* element
*/
public boolean add(E e) {
    return map.put(e, PRESENT)==null;
}

单例集合使用案例

需求：产生1-10之间的随机数([1,10]闭区间)，将不重复的10个随机数放到容器中。

使用List类型容器实现

public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
       while(true){
           //产生随机数
           int num = (int) (Math.random()*10+1);
            //判断当前元素在容器中是否存在
           if(!list.contains(num)){
                list.add(num);
           }
           //结束循环
           if(list.size() == 10){
               break;
           }
       }
       for(Integer i:list){
           System.out.println(i);
       }
   }
}

使用Set类型容器实现

public class SetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        while(true){
            int num = (int)(Math.random()*10+1);
            //将元素添加容器中，由于Set类型容器是、不允许有重复元素的，所以不需要判断。
            set.add(num);
            //结束循环
            if(set.size() == 10){
                break;
           }
       }
        for(Integer i:set){
            System.out.println(i);
       }
   }
}

双例集合

Map接口介绍

Map接口定义了双例集合的存储特征，它并不是Collection接口的子接口。双例集合的存储特征是以key与value结构为单位进行存储。体现的是数学中的函数 y=f(x)感念。

Map与Collecton的区别：

1、Collection中的容器，元素是孤立存在的（理解为单身），向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。

2、Map中的容器，元素是成对存在的(理解为现代社会的夫妻)。每个元素由键与值两部分组成，通过键可以找对所对应的值。

3、Collection中的容器称为单列集合，Map中的容器称为双列集合。

4、Map中的集合不能包含重复的键，值可以重复；每个键只能对应一个值。

5、Map中常用的容器为HashMap，TreeMap等。

Map接口中常用的方法表

HashMap容器的使用

HashMap采用哈希算法实现，是Map接口最常用的实现类。由于底层采用了哈希表存储数据，我们要求键不能重复，如果发生重复，新的键值对会替换旧的键值对。 HashMap在查找、删除、修改方面都有非常高的效率。

public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        //实例化HashMap容器
        Map<String,String> map = new HashMap<>();
        //添加元素
        map.put("a","A");
        map.put("b","B");
        map.put("c","C");
        map.put("a","D");
        //获取容器中元素数量
        int size = map.size();
        System.out.println(size);
        System.out.println("---------------");
        //获取元素
        //方式一
        String v = map.get("a");
        System.out.println(v);
        System.out.println("---------------");
        //方式二
        Set<String> keys = map.keySet();
        for(String key:keys){
            String v1 = map.get(key);
            System.out.println(key+" ----"+v1);
       }
        System.out.println("-------------------");
        //方式三
        Set<Map.Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();
        for(Map.Entry<String,String> entry:entrySet){
            String key = entry.getKey();
            String v2 = entry.getValue();
            System.out.println(key+" ---------- "+v2);
       }
        System.out.println("--------------------");
        //Map容器的并集操作
        Map<String,String> map2 = new HashMap<>();
        map2.put("f","F");
        map2.put("c","CC");
        map.putAll(map2);
        Set<String> keys2 = map.keySet();
        for(String key:keys2){
            System.out.println("key: "+key+" Value: "+map.get(key));
       }
        System.out.println("---------------");
        //删除元素
        String v3 = map.remove("a");
        System.out.println(v3);
        Set<String> keys3 = map.keySet();
        for(String key:keys3){
            System.out.println("key: "+key+" Value: "+map.get(key));
       }
        System.out.println("-------------------");
        //判断Key是否存在
        boolean b = map.containsKey("b");
        System.out.println(b);
        //判断Value是否存在
        boolean cc = map.containsValue("CC");
        System.out.println(cc);
    }
}

HashTable类和HashMap用法几乎一样，底层实现几乎一样，只不过HashTable的方法添加了synchronized关键字确保线程同步检查，效率较低。

HashMap与HashTable的区别

1 HashMap: 线程不安全，效率高。允许key或value为null

2 HashTable: 线程安全，效率低。不允许key或value为null

HashMap的底层源码分析

底层存储介绍

HashMap底层实现采用了哈希表，这是一种非常重要的数据结构。对于我们以后理解很多技术都非常有帮助。数据结构中由数组和链表来实现对数据的存储，他们各有特点。

(1) 数组：占用空间连续。寻址容易，查询速度快。但是，增加和删除效率非常低。

(2) 链表：占用空间不连续。寻址困难，查询速度慢。但是，增加和删除效率非常高。那么，我们能不能结合数组和链表的优点（即查询快，增删效率也高）呢？答案就是“哈希表”。哈希表的本质就是“数组+链表”。

Oldlu建议

对于本章中频繁出现的“底层实现”讲解，建议学有余力的童鞋将它搞通。刚入门的童鞋如果觉得有难度，可以暂时跳过。入门期间，掌握如何使用即可，底层原理是扎实内功，便于大家应对一些大型企业的笔试面试。

HashMap中的成员变量

/**
* The default initial capacity - MUST be a power of two.
*/
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
/**
* The maximum capacity, used if a higher value is implicitly specified
* by either of the constructors with arguments.
* MUST be a power of two <= 1<<30.
*/
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
/**
* The load factor used when none specified in constructor.
*/
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
/**
* The bin count threshold for using a tree rather than list for a
* bin. Bins are converted to trees when adding an element to a
* bin with at least this many nodes. The value must be greater
* than 2 and should be at least 8 to mesh with assumptions in
* tree removal about conversion back to plain bins upon
* shrinkage.
*/
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
/**
* The bin count threshold for untreeifying a (split) bin during a
* resize operation. Should be less than TREEIFY_THRESHOLD, and at
* most 6 to mesh with shrinkage detection under removal.
*/
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
/**
* The smallest table capacity for which bins may be treeified.
* (Otherwise the table is resized if too many nodes in a bin.)
* Should be at least 4 * TREEIFY_THRESHOLD to avoid conflicts
* between resizing and treeification thresholds.
*/
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
/**
* The number of key-value mappings contained in this map.
*/
transient int size;
/**
* The table, initialized on first use, and resized as
* necessary. When allocated, length is always a power of two.
* (We also tolerate length zero in some operations to allow
* bootstrapping mechanics that are currently not needed.)
*/
transient Node<K,V>[] table;

容器【双例集合、TreeMap容器的使用、 Iterator接口、Collections工具类】(四)-全面详解（学习总结---从入门到深化）（中）：https://developer.aliyun.com/article/1419934

容器【双例集合、TreeMap容器的使用、 Iterator接口、Collections工具类】(四)-全面详解（学习总结---从入门到深化）（上）

通过元素自身实现比较规则

通过比较器实现比较规则

双例集合

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