Collectin子接口之一：Set接口

Set接口概述：

  • Set接口是Collection的子接口,Set接口没有提供额外的方法。
  • 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。
  • Set判断两个对象是否相同不是使用 == 运算符，而是根据 equals() 方法。

Set实现类之一：HashSet

  • HashSet 是 Set 接口的典型实现，大多数时候使用 Set 集合时都使用这个实现类。

  • HashSet 按 Hash 算法来存储集合中的元素，因此具有很好的存取、查找、删除性能。

  • HashSet 具有以下特点：

    • 不能保证元素的排列顺序。
    • HashSet 不是线程安全的。
    • 集合元素可以是 null。

  • 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。

  • 对于存放在Set容器中的对象，对应的类一定要重写equals()和hashCode(Object

    obj)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”。

向HashSet中添加元素的过程：

  • 当向 HashSet 集合中存入一个元素时，HashSet 会调用该对象的 hashCode() 方法来得到该对象的 hashCode 值，然后根据hashCode 值，通过某种散列函数决定该对象在 HashSet 底层数组中的存储位置。（这个散列函数会与底层数组的长度相计算得到在数组中的下标，并且这种散列函数计算还尽可能保证能均匀存储元素，越是散列分布，该散列函数设计的越好）。

  • 如果两个元素的hashCode()值相等，会再继续调用equals方法，如果equals方法结果

    为true，添加失败；如果为false，那么会保存该元素，但是该数组的位置已经有元素了，

    那么会通过链表的方式继续链接。

  • 如果两个元素的 equals() 方法返回 true，但它们的 hashCode() 返回值不相

    等，hashSet 将会把它们存储在不同的位置，但依然可以添加成功。

HashSet结构图：

Set接口框架：

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|----Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象
	|----Set接口：存储无序的、不可重复的数据   -->高中讲的“集合”
		|----HashSet：作为Set接口的主要实现类；线程不安全的；可以存储null值
			|----LinkedHashSet：作为HashSet的子类；遍历其内部数据时，可以按照添加的顺序遍历
		|----TreeSet：可以按照添加对象的指定属性，进行排序
		
1：对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet。

2：Set接口中没有额外定义新的方法，使用的都是Collection中声明过的方法。

3：要求：向Set(主要指：HashSet、LinkedHashSet)中添加的数据，其所在的类一定要重写hashCode()和equals()
   要求：重写的hashCode()和equals()尽可能保持一致性：相等的对象必须具有相等的散列码	
   重写两个方法的小技巧：对象中用作 equals() 方法比较的 Field，都应该用来计算 hashCode 值。
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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决定的。

    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。

    添加元素的过程：以HashSet为例：
        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（即为：索引位置），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(或以链表形式存在的多个元素），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：
                       equals()返回true,元素a添加失败
                       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。
        jdk 7 :元素a放到数组中，指向原来的元素。
        jdk 8 :原来的元素在数组中，指向元素a
        总结：七上八下

        HashSet底层：数组+链表的结构。
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public class SetTest {
    @Test
    public void test1(){
        Set set = new HashSet();
        set.add(456);
        set.add(123);
        set.add(123);
        set.add("AA");
        set.add("CC");
        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(129);

        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

// LinkedHashSet的使用
    // LinkedHashSet作为HashSet的子类，在添加数据的同时，每个数据还维护了两个引用，记录此数据前一个
    // 数据和后一个数据。
    // 优点：对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet
    
    @Test
    public void test2(){
        Set set = new LinkedHashSet();
        set.add(456);
        set.add(123);
        set.add(123);
        set.add("AA");
        set.add("CC");
        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(129);

        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

TreeSet：

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public class TreeSetTest {

    /*
    1.向TreeSet中添加的数据，要求是相同类的对象。
    2.两种排序方式：自然排序（实现Comparable接口） 和 定制排序（Comparator）


    3.自然排序中，比较两个对象是否相同的标准为：compareTo()返回0.不再是equals().
    4.定制排序中，比较两个对象是否相同的标准为：compare()返回0.不再是equals().
     */
    @Test
    public void test1(){
        TreeSet set = new TreeSet();
    
        //失败：不能添加不同类的对象

//        set.add(123);
//        set.add(456);
//        set.add("AA");
//   

     set.add(new User("Tom",12));

        //举例一：

//        set.add(34);
//        set.add(-34);
//        set.add(43);
//        set.add(11);
//        set.add(8);

    //举例二：
    set.add(new User("Tom",12));
    set.add(new User("Jerry",32));
    set.add(new User("Jim",2));
    set.add(new User("Mike",65));
    set.add(new User("Jack",33));
    set.add(new User("Jack",56));

    Iterator iterator = set.iterator();
    while(iterator.hasNext()){
        System.out.println(iterator.next());
    }

}

@Test
public void test2(){
    Comparator com = new Comparator() {
        //按照年龄从小到大排列
        @Override
        public int compare(Object o1, Object o2) {
            if(o1 instanceof User && o2 instanceof User){
                User u1 = (User)o1;
                User u2 = (User)o2;
                return Integer.compare(u1.getAge(),u2.getAge());
            }else{
                throw new RuntimeException("输入的数据类型不匹配");
            }
        }
    };

    TreeSet set = new TreeSet(com);
    set.add(new User("Tom",12));
    set.add(new User("Jerry",32));
    set.add(new User("Jim",2));
    set.add(new User("Mike",65));
    set.add(new User("Mary",33));
    set.add(new User("Jack",33));
    set.add(new User("Jack",56));

    Iterator iterator = set.iterator();
    while(iterator.hasNext()){
        System.out.println(iterator.next());
    }
}

}

2021-04-17