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Java内功心法，Set集合的详解

2019年09月18日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

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一，set

set:注重独一无二的性质,该体系集合可以知道某物是否已近存在于集合中,不会存储重复的元素

用于存储无序(存入和取出的顺序不一定相同)元素，值不能重复。

对象的相等性

引用到堆上同一个对象的两个引用是相等的。如果对两个引用调用hashcode方法，会得到相同的结果，如果对象所属的类没有覆盖object的hashcode方法的话，hashcode会返回每个对象特有的序号（java是依据对象的内存地址计算出的此序号），所以两个不同的对象的hashcode值是不可能相等的。

如果想要让两个不同的person对象视为相等的，就必须覆盖object继下来的hashcode方法和equals方法，因为object hashcode方法返回的是该对象的内存地址，所以必须重写hashcode方法，才能保证两个不同的对象具有相同的hashcode，同时也需要两个不同对象比较equals方法会返回true

该集合中没有特有的方法，直接继承自collection。

---| itreable      接口 实现该接口可以使用增强for循环
                ---| collection        描述所有集合共性的接口
                    ---| list接口        可以有重复元素的集合
                            ---| arraylist   
                            ---|  linkedlist
                    ---| set接口        不可以有重复元素的集合

 

案例：set集合添加元素并使用迭代器迭代元素。

public class demo4 {
    public static void main(string[] args) {
        //set 集合存和取的顺序不一致。
        set hs = new hashset();
        hs.add("世界军事");
        hs.add("兵器知识");
        hs.add("舰船知识");
        hs.add("汉和防务");
        system.out.println(hs);
        // [舰船知识, 世界军事, 兵器知识, 汉和防务]
        iterator it = hs.iterator();
        while (it.hasnext()) {
            system.out.println(it.next());
        }
    }
}

 

 

二，hashset

---| itreable      接口 实现该接口可以使用增强for循环
                ---| collection        描述所有集合共性的接口
                    ---| list接口        可以有重复元素的集合
                            ---| arraylist   
                            ---|  linkedlist
                    ---| set接口        不可以有重复元素的集合
                            ---| hashset  线程不安全，存取速度快。底层是以哈希表实现的。

 

hashset

哈希表边存放的是哈希值。hashset存储元素的顺序并不是按照存入时的顺序（和list显然不同） 是按照哈希值来存的所以取数据也是按照哈希值取得。

hashset不存入重复元素的规则.使用hashcode和equals

由于set集合是不能存入重复元素的集合。那么hashset也是具备这一特性的。hashset如何检查重复？hashset会通过元素的hashcode（）和equals方法进行判断元素师否重复。

当你试图把对象加入hashset时，hashset会使用对象的hashcode来判断对象加入的位置。同时也会与其他已经加入的对象的hashcode进行比较，如果没有相等的hashcode，hashset就会假设对象没有重复出现。

简单一句话，如果对象的hashcode值是不同的，那么hashset会认为对象是不可能相等的。

因此我们自定义类的时候需要重写hashcode，来确保对象具有相同的hashcode值。

如果元素(对象)的hashcode值相同,是不是就无法存入hashset中了? 当然不是,会继续使用equals 进行比较.如果 equals为true 那么hashset认为新加入的对象重复了,所以加入失败。如果equals 为false那么hashset 认为新加入的对象没有重复.新元素可以存入.

 

总结：

元素的哈希值是通过元素的hashcode方法 来获取的, hashset首先判断两个元素的哈希值，如果哈希值一样，接着会比较equals方法 如果 equls结果为true ，hashset就视为同一个元素。如果equals 为false就不是同一个元素。

哈希值相同equals为false的元素是怎么存储呢,就是在同样的哈希值下顺延（可以认为哈希值相同的元素放在一个哈希桶中）。也就是哈希一样的存一列。

hashtable

图1：hashcode值不相同的情况

图2：hashcode值相同，但equals不相同的情况。

hashset：通过hashcode值来确定元素在内存中的位置。一个hashcode位置上可以存放多个元素。

当hashcode() 值相同equals() 返回为true 时,hashset 集合认为这两个元素是相同的元素.只存储一个（重复元素无法放入）。调用原理:先判断hashcode 方法的值,如果相同才会去判断equals 如果不相同,是不会调用equals方法的。

hashset到底是如何判断两个元素重复。

通过hashcode方法和equals方法来保证元素的唯一性，add()返回的是boolean类型

判断两个元素是否相同，先要判断元素的hashcode值是否一致，只有在该值一致的情况下，才会判断equals方法，如果存储在hashset中的两个对象hashcode方法的值相同equals方法返回的结果是true，那么hashset认为这两个元素是相同元素，只存储一个（重复元素无法存入）。

注意：hashset集合在判断元素是否相同先判断hashcode方法，如果相同才会判断equals。如果不相同，是不会调用equals方法的。

hashset 和arraylist集合都有判断元素是否相同的方法，

boolean contains(object o)

hashset使用hashcode和equals方法，arraylist使用了equals方法

 

案例：

使用hashset存储字符串，并尝试添加重复字符串

回顾string类的equals()、hashcode()两个方法。

public class demo4 {
    public static void main(string[] args) {
        // set 集合存和取的顺序不一致。
        set hs = new hashset();
        hs.add("世界军事");
        hs.add("兵器知识");
        hs.add("舰船知识");
        hs.add("汉和防务");
        // 返回此 set 中的元素的数量
        system.out.println(hs.size()); // 4
        // 如果此 set 尚未包含指定元素，则返回 true
        boolean add = hs.add("世界军事"); // false
        system.out.println(add);
        // 返回此 set 中的元素的数量
        system.out.println(hs.size());// 4
        iterator it = hs.iterator();
        while (it.hasnext()) {
            system.out.println(it.next());
        }
    }
}

 

 

使用hashset存储自定义对象，并尝试添加重复对象（对象的重复的判定）

public class demo4 {
    public static void main(string[] args) {
        hashset hs = new hashset();
        hs.add(new person("jack", 20));
        hs.add(new person("rose", 20));
        hs.add(new person("hmm", 20));
        hs.add(new person("lilei", 20));
        hs.add(new person("jack", 20));
        iterator it = hs.iterator();
        while (it.hasnext()) {
            object next = it.next();
            system.out.println(next);
        }
    }
}
class person {
    private string name;
    private int age;
    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 int hashcode() {
        system.out.println("hashcode:" + this.name);
        return this.name.hashcode() + age * 37;
    }
    @override
    public boolean equals(object obj) {
        system.out.println(this + "---equals---" + obj);
        if (obj instanceof person) {
            person p = (person) obj;
            return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;
        } else {
            return false;
        }
    }
    @override
    public string tostring() {
        return "person@name:" + this.name + " age:" + this.age;
    }
}

 

 

问题：现在有一批数据，要求不能重复存储元素，而且要排序。arraylist 、 linkedlist不能去除重复数据。hashset可以去除重复，但是是无序。

所以这时候就要使用treeset了

 

三，treeset

案例：使用treeset集合存储字符串元素，并遍历

public class demo5 {
    public static void main(string[] args) {
        treeset ts = new treeset();
        ts.add("ccc");
        ts.add("aaa");
        ts.add("ddd");
        ts.add("bbb");
        system.out.println(ts); // [aaa, bbb, ccc, ddd]
    }
}

 

 

---| itreable      接口 实现该接口可以使用增强for循环
                ---| collection        描述所有集合共性的接口
                    ---| list接口        有序，可以重复，有角标的集合
                            ---| arraylist   
                            ---|  linkedlist
                    ---| set接口        无序，不可以重复的集合
                            ---| hashset  线程不安全，存取速度快。底层是以hash表实现的。
                            ---| treeset  红-黑树的数据结构，默认对元素进行自然排序（string）。

 

如果在比较的时候两个对象返回值为0，那么元素重复。

红-黑树

红黑树是一种特定类型的二叉树

红黑树算法的规则: 左小右大。

既然treeset可以自然排序,那么treeset必定是有排序规则的。

1:让存入的元素自定义比较规则。

2:给treeset指定排序规则。

方式一：元素自身具备比较性

元素自身具备比较性，需要元素实现comparable接口，重写compareto方法，也就是让元素自身具备比较性，这种方式叫做元素的自然排序也叫做默认排序。

方式二：容器具备比较性

当元素自身不具备比较性，或者自身具备的比较性不是所需要的。那么此时可以让容器自身具备。需要定义一个类实现接口comparator，重写compare方法，并将该接口的子类实例对象作为参数传递给treemap集合的构造方法。

注意：当comparable比较方式和comparator比较方式同时存在时，以comparator的比较方式为主；

注意：在重写compareto或者compare方法时，必须要明确比较的主要条件相等时要比较次要条件。（假设姓名和年龄一直的人为相同的人，如果想要对人按照年龄的大小来排序，如果年龄相同的人，需要如何处理？不能直接return 0，因为可能姓名不同（年龄相同姓名不同的人是不同的人）。此时就需要进行次要条件判断（需要判断姓名），只有姓名和年龄同时相等的才可以返回0.）

通过return 0来判断唯一性。

 

问题:为什么使用treeset存入字符串,字符串默认输出是按升序排列的?因为字符串实现了一个接口,叫做comparable 接口.字符串重写了该接口的compareto 方法,所以string对象具备了比较性.那么同样道理,我的自定义元素(例如person类,book类)想要存入treeset集合,就需要实现该接口,也就是要让自定义对象具备比较性.

存入treeset集合中的元素要具备比较性.

比较性要实现comparable接口，重写该接口的compareto方法

treeset属于set集合，该集合的元素是不能重复的，treeset如何保证元素的唯一性

通过compareto或者compare方法中的来保证元素的唯一性。

添加的元素必须要实现comparable接口。当compareto()函数返回值为0时，说明两个对象相等，此时该对象不会添加进来。

比较器接口

----| comparable
               compareto(object o)     元素自身具备比较性
----| comparator
               compare( object o1, object o2 )    给容器传入比较器

 

treeset集合排序的两种方式：

一，让元素自身具备比较性。

也就是元素需要实现comparable接口，覆盖compareto 方法。

这种方式也作为元素的自然排序，也可称为默认排序。

年龄按照搜要条件，年龄相同再比姓名。

public class demo4 {
    public static void main(string[] args) {
        treeset ts = new treeset();
        ts.add(new person("aa", 20, "男"));
        ts.add(new person("bb", 18, "女"));
        ts.add(new person("cc", 17, "男"));
        ts.add(new person("dd", 17, "女"));
        ts.add(new person("dd", 15, "女"));
        ts.add(new person("dd", 15, "女"));
        system.out.println(ts);
        system.out.println(ts.size()); // 5
    }
}
class person implements comparable {
    private string name;
    private int age;
    private string gender;
    public person() {
    }
    public person(string name, int age, string gender) {
this.name = name;
        this.age = age;
        this.gender = gender;
    }
    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;
    }
    public string getgender() {
        return gender;
    }
    public void setgender(string gender) {
        this.gender = gender;
    }
    @override
    public int hashcode() {
        return name.hashcode() + age * 37;
    }
    public boolean equals(object obj) {
        system.err.println(this + "equals :" + obj);
        if (!(obj instanceof person)) {
            return false;
        }
        person p = (person) obj;
        return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;
    }
    public string tostring() {
        return "person [name=" + name + ", age=" + age + ", gender=" + gender
                + "]";
    }
    @override
    public int compareto(object obj) {
        person p = (person) obj;
        system.out.println(this+" compareto:"+p);
        if (this.age > p.age) {
            return 1;
        }
        if (this.age < p.age) {
            return -1;
        }
        return this.name.compareto(p.name);
    }
}

 

二，让容器自身具备比较性，自定义比较器。

需求：当元素自身不具备比较性，或者元素自身具备的比较性不是所需的。

那么这时只能让容器自身具备。

定义一个类实现comparator 接口，覆盖compare方法。

并将该接口的子类对象作为参数传递给treeset集合的构造函数。

当comparable比较方式，及comparator比较方式同时存在，以comparator

比较方式为主。

public class demo5 {
    public static void main(string[] args) {
        treeset ts = new treeset(new mycomparator());
        ts.add(new book("think in java", 100));
        ts.add(new book("java 核心技术", 75));
        ts.add(new book("现代操作系统", 50));
        ts.add(new book("java就业教程", 35));
        ts.add(new book("think in java", 100));
        ts.add(new book("ccc in java", 100));
        system.out.println(ts); 
    }
}
class mycomparator implements comparator {
    public int compare(object o1, object o2) {
        book b1 = (book) o1;
        book b2 = (book) o2;
        system.out.println(b1+" comparator "+b2);
        if (b1.getprice() > b2.getprice()) {
            return 1;
        }
        if (b1.getprice() < b2.getprice()) {
            return -1;
        }
        return b1.getname().compareto(b2.getname());
    }
}
class book {
    private string name;
    private double price;
    public book() {
    }
    public string getname() {
        return name;
    }
    public void setname(string name) {
this.name = name;
    }
    public double getprice() {
        return price;
    }
    public void setprice(double price) {
        this.price = price;
    }
    public book(string name, double price) {
this.name = name;
        this.price = price;
    }
    @override
    public string tostring() {
        return "book [name=" + name + ", price=" + price + "]";
    }
}

 

 

四，linkedhashset

会保存插入的顺序。

看到array，就要想到角标。

看到link，就要想到first，last。

看到hash，就要想到hashcode,equals.

看到tree，就要想到两个接口。comparable，comparator。

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