【JAVA学习之路 | 进阶篇】Set及其实现类与常用方法

简介: 【JAVA学习之路 | 进阶篇】Set及其实现类与常用方法

1.Set及其常用实现类

Set接口是java.util.Collection接口的子接口.用来存储一个一个的数据.后面学习到的Map接口则用来存储key-value键值对.

Set : 存储无序的,不可重复的数据
    |----->HashSet : 主要实现类 : 底层使用的是HashMap,即使用数组+单向链表+红黑树来存储。
        |----->LinkedSet : 是HashSet的子类,在其存储结构的基础上,增加了一组双向链表,用来记录添加                        
                           元素的先后顺序。即我们可以按照添加的顺序实现遍历.便于频繁查询工作。
    |----->TreeSet : 底层使用红黑树进行存储,可以按照添加的元素的指定属性的大小顺序来进行遍历.

2.Set中常用方法

即Collection接口中的15个抽象方法.没有新增的方法.

3.Set中无序性与不可重复性的理解

(1). 无序性 :并不等同于随机性.

添加元素的顺序与遍历元素的顺序不一致,是否能说明Set的无序性呢?其实是不可以的.因为可以看到,多次运行,遍历结果还是第一次的遍历元素的顺序.

@Test
    public void Test1() {
        Set set = new HashSet();
        //自动装箱
        set.add(12);
        set.add(34);
        set.add("hexua");
        set.add('a');
        //foreach循环
        for (Object obj : set) {
            System.out.println(obj);
        }
    }
 
控制台
//多次运行,都是这个顺序
a
34
12
hexua

无序性与添加的元素的位置有关.其并不像ArrayList是连续排列的.其是根据哈希函数算得的哈希值计算其在数组中的存储位置,因为该位置不是依次紧密排列的,表现为无序性.(学过数据结构的应该觉得比较好理解一点)


(2). 不可重复性 : 添加到Set元素中的元素不能相同.


其比较的标准是hashCode()得到的哈希值及equals()得到的boolean类型的结果.只有哈希值相等,而且equals()返回true,则判断元素已重复,所以不将该元素添加到Set中.


(3). 注 : 添加到HashSet/LinkedHashSet的元素的要求 : 必须重写Object类中的HashCode与equals方法.且二者需要保持一致性.

4.HashSet的底层结构

通过查看源码,发现HashSet的底层是通过HashMap来实现的.

public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }

而HashMap的底层使用数组+单向链表+红黑树来存储.


例如add(12),通过hashCode方法可以算出一个哈希值,并将该元素放到该哈希值对应的位置存储.该位置存储的是元素的地址.接着后面add(23),add(34)...如果hashCode()算得某个位置,并且该位置已经存储了某个元素的地址(哈希冲突),那么第一个元素可以存储第二个元素的引用,从而构成了单链表.


重复性判断可以这样理解.hashCode()算出一个哈希值,找到该哈希值对应的位置,将该元素(A)与该位置对应的元素(B)(只有单元素情况)进行equals比较.如果相等,则返回,不加入到HashSet中,如果不相等,则原来的元素(B)存储该元素(A)的引用,即加入到HashSet中.如果哈希值对应的位置指向的一条单向链表,则将该元素与指向的一条单链表依次比较.

5.TreeSet的使用

(1). 查看源码发现,TreeSet底层是通过TreeMap实现,故TreeSet底层使用红黑树进行存储.


(2). 可以按照添加元素的指定的属性大小的顺序进行遍历.


(3). 要求 : 添加到TreeSet中的元素对象必须是同一类型,否则会报错.添加的元素需要考虑排序.自然排序or定制排序.即实现Comparable接口重写CompareTo方法或者实现Comparator接口重写Compare方法.


(4). 判断数据是否相等的标准.

  • 由于TreeSet并不是由数组+单向链表进行存储,所以不必重写hashCode与equals方法.
  • 标准考虑自然排序或者定制排序.由于TreeSet中不能存在相同的元素,所以后一个相同的元素不能被添加到TreeSet中.

自然排序(Comparable接口实现compareTo方法)以名字作为比较的依据.

public class Person implements Comparable{
    private String name;
    private int age;
 
    public Person() {
    }
 
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.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 String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
 
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if (o instanceof Person) {
            Person p = (Person) o;
            return this.getName().compareTo(p.getName());
        }
        throw new RuntimeException("异常");
    }
}
 
@Test
    public void Test2() {
        Set set = new TreeSet();
        set.add(new Person("mahuateng", 50));
        set.add(new Person("dinglei", 51));
        set.add(new Person("liuqiangdong", 49));
        set.add(new Person("mayun", 52));
        for (Object obj : set) {
            //默认调用toString方法
            System.out.println(obj);
        }
    }
 
控制台
Person{name='dinglei', age=51}
Person{name='liuqiangdong', age=49}
Person{name='mahuateng', age=50}
Person{name='mayun', age=52}

定制排序(Comparator接口实现Compare方法)以名字作为比较的依据.

按住Ctrl+p,查看到可以放比较器实参.

@Test
    public void Test2() {
        Set set = new TreeSet(new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if (o1 instanceof Person && o2 instanceof Person) {
                    Person p1 = (Person) o1;
                    Person p2 = (Person) o2;
                    return p1.getAge() - p2.getAge();
                }
                throw new RuntimeException();
            }
        });
        set.add(new Person("mahuateng", 50));
        set.add(new Person("dinglei", 51));
        set.add(new Person("liuqiangdong", 49));
        set.add(new Person("mayun", 52));
        for (Object obj : set) {
            System.out.println(obj);
        }
    }
 
控制台
Person{name='liuqiangdong', age=49}
Person{name='mahuateng', age=50}
Person{name='dinglei', age=51}
Person{name='mayun', age=52}
相关文章
|
1天前
|
设计模式 Java 容器
在Java中调用一个接口的多个实现类
在Java中调用一个接口的多个实现类
11 4
|
22小时前
|
Java
杨老师课堂_Java教程第六篇之引用数据类型_类的运用
杨老师课堂_Java教程第六篇之引用数据类型_类的运用
5 1
|
2天前
|
Java 数据安全/隐私保护
Java基础之类封装、继承、多态
Java基础之类封装、继承、多态
8 2
|
2天前
|
安全 Java 数据安全/隐私保护
Java基础之类封装、继承、多态
Java基础的封装、继承和多态是OOP的核心。封装通过访问控制(如private)隐藏类的内部细节,提供公共接口供外部交互。例如,`Person`类封装`name`和`age`,通过`getName()`和`setAge()`方法访问。继承允许子类(如`Dog`)继承父类(如`Animal`)的属性和方法,并可扩展或覆盖。多态使得父类引用可指向子类对象,调用方法时根据实际对象类型执行,如不同动物的`makeSound()`。接口实现多态提供了一种定义行为而不必关心实现的方式。向上转型(子类→父类)安全且默认,而向下转型(父类→子类)需类型检查以避免异常。
6 1
|
2天前
|
存储 安全 Java
Java集合类是Java编程语言中用于存储和操作一组对象的工具
【6月更文挑战第19天】Java集合类,如`List`、`Set`、`Map`在`java.util`包中,提供高级数据结构。常用实现包括`ArrayList`(快速随机访问)、`LinkedList`(高效插入删除)、`HashSet`(无序不重复)、`TreeSet`(排序)、`HashMap`(键值对)和`TreeMap`(排序映射)。集合动态调整大小,支持对象引用,部分保证顺序。选择合适集合优化性能和数据组织。
8 1
|
3天前
|
安全 Java 开发者
类与对象:Java中的封装、继承与多态
Java面向对象三大特性:封装(隐藏对象细节,增强安全与复用),继承(代码复用与扩展,如Dog继承Animal),多态(统一接口,不同实现,如Playable接口的Piano和Guitar)。通过示例展示了如何在实践中应用这些概念。【6月更文挑战第16天】
12 2
|
2天前
|
Java 大数据 API
|
9月前
|
Java
JAVA方法的定义
JAVA方法的定义
45 0
|
22天前
|
存储 Java
Java数组与带参数方法:定义、调用及实践
Java数组与带参数方法:定义、调用及实践
23 1
|
22天前
|
存储 Java
Java中带返回值方法的定义与调用技术
Java中带返回值方法的定义与调用技术
21 1