Java - Set 集合

小菠萝测试笔记

2022年10月27日 10:00

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介绍

Set 接口是Collection的子接口，Set 接口没有提供额外的方法，但是比Collection接口更加严格了
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 集合支持的遍历方式和 Collection 集合一样：foreach和Iterator
Set的常用实现类有：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet

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
java.util.HashSet底层的实现其实是一个java.util.HashMap支持，然后 HashMap 的底层物理实现是一个Hash 表
HashSet 按 Hash 算法来存储集合中的元素，因此具有很好的存取和查找性能
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，存储到 HashSet 的元素要重写 hashCode 和 equals 方法

示例代码

定义一个 Employee 类，该类包含属性：name, birthday，其中 birthday 为 MyDate类的对象；MyDate 为自定义类型，包含年、月、日属性
要求 name和 birthday 一样的视为同一个员工

public class Employee {
	private String name;
	private MyDate birthday;
	public Employee(String name, MyDate birthday) {
		super();
		this.name = name;
		this.birthday = birthday;
	}
	public Employee() {
		super();
	}
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public MyDate getBirthday() {
		return birthday;
	}
	public void setBirthday(MyDate birthday) {
		this.birthday = birthday;
	}
	@Override
	public int hashCode() {
		final int prime = 31;
		int result = 1;
		result = prime * result + ((birthday == null) ? 0 : birthday.hashCode());
		result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
		return result;
	}
	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if (this == obj)
			return true;
		if (obj == null)
			return false;
		if (getClass() != obj.getClass())
			return false;
		Employee other = (Employee) obj;
		if (birthday == null) {
			if (other.birthday != null)
				return false;
		} else if (!birthday.equals(other.birthday))
			return false;
		if (name == null) {
			if (other.name != null)
				return false;
		} else if (!name.equals(other.name))
			return false;
		return true;
	}
	@Override
	public String toString() {
		return "姓名：" + name + ", 生日：" + birthday;
	}
}
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public class MyDate {
	private int year;
	private int month;
	private int day;
	public MyDate(int year, int month, int day) {
		super();
		this.year = year;
		this.month = month;
		this.day = day;
	}
	public MyDate() {
		super();
	}
	public int getYear() {
		return year;
	}
	public void setYear(int year) {
		this.year = year;
	}
	public int getMonth() {
		return month;
	}
	public void setMonth(int month) {
		this.month = month;
	}
	public int getDay() {
		return day;
	}
	public void setDay(int day) {
		this.day = day;
	}
	@Override
	public int hashCode() {
		final int prime = 31;
		int result = 1;
		result = prime * result + day;
		result = prime * result + month;
		result = prime * result + year;
		return result;
	}
	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if (this == obj)
			return true;
		if (obj == null)
			return false;
		if (getClass() != obj.getClass())
			return false;
		MyDate other = (MyDate) obj;
		if (day != other.day)
			return false;
		if (month != other.month)
			return false;
		if (year != other.year)
			return false;
		return true;
	}
	@Override
	public String toString() {
		return year + "-" + month + "-" + day;
	}
}
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import java.util.HashSet;

public class TestHashSet {
	@SuppressWarnings("all")
	public static void main(String[] args) {
		HashSet<Employee> set = new HashSet<>();
		set.add(new Employee("张三", new MyDate(1990,1,1)));
		//重复元素无法添加，因为MyDate和Employee重写了hashCode和equals方法
		set.add(new Employee("张三", new MyDate(1990,1,1)));
		set.add(new Employee("李四", new MyDate(1992,2,2)));
		
		for (Employee object : set) {
			System.out.println(object);
		}
	}
}
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LinkedHashSet

LinkedHashSet 是 HashSe t的子类，它在 HashSet 的基础上，在结点中增加两个属性 before 和 after 维护了结点的前后添加顺序java.util.LinkedHashSet，它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构LinkedHashSet插入性能略低于 HashSet，但在迭代访问 Set 里的全部元素时有很好的性能

LinkedHashSet<String> set = new LinkedHashSet<>();
set.add("张三");
set.add("李四");
set.add("王五");
set.add("张三");
		
System.out.println("元素个数：" + set.size());
for (String name : set) {
	System.out.println(name);
}
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运行结果：
元素个数：3
张三
李四
王五
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TreeSet

底层结构：里面维护了一个 TreeMap，都是基于红黑树实现的！

特点 1、不允许重复 2、实现排序自然排序或定制排序

如何实现去重的？

如果使用的是自然排序，则通过调用实现的 compareTo 方法
如果使用的是定制排序，则通过调用比较器的 compare 方法
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如何排序？

方式一：自然排序
让待添加的元素类型实现 Comparable 接口，并重写 compareTo 方法

方式二：定制排序
创建 Set 对象时，指定 Comparator 比较器接口，并实现 compare 方法
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自然顺序

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 的类必须实现 compareTo(Object obj) 方法
两个对象即通过 compareTo(Object obj) 方法的返回值来比较大小
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) 方法比较返回值为 0

代码示例一：按照字符串Unicode编码值排序

@Test
	public void test1(){
		TreeSet<String> set = new TreeSet<>();
		set.add("zhangsan");  //String它实现了java.lang.Comparable接口
		set.add("lisi");
		set.add("wangwu");
		set.add("zhangsan");
				
		System.out.println("元素个数：" + set.size());
		for (String str : set) {
			System.out.println(str);
		}
	}
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定制排序

如果放到 TreeSet 中的元素的自然排序（Comparable）规则不符合当前排序需求时，或者元素的类型没有实现Comparable 接口
那么在创建 TreeSe t时，可以单独指定一个 Comparator 的对象
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

代码示例：学生类型未实现 Comparable 接口，单独指定 Comparator 比较器，按照学生的学号排序

public class Student{
	private int id;
	private String name;
	public Student(int id, String name) {
		super();
		this.id = id;
		this.name = name;
	}
	public int getId() {
		return id;
	}
	public void setId(int id) {
		this.id = id;
	}
	//......这里省略了name属性的get/set
	@Override
	public String toString() {
		return "Student [id=" + id + ", name=" + name + "]";
	}
}
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@Test
	public void test3(){
		TreeSet<Student> set = new TreeSet(new Comparator<Student>(){

			@Override
			public int compare(Student o1, Student o2) {
				return o1.getId() - o2.getId();
			}
			
		});
		set.add(new Student(3,"张三"));
		set.add(new Student(1,"李四"));
		set.add(new Student(2,"王五"));
		set.add(new Student(3,"张三风"));
		
		System.out.println("元素个数：" + set.size());
		for (Student stu : set) {
			System.out.println(stu);
		}
	}
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