十九、集合Set

1、简介

集合的特点

1. 不存放重复的元素
2. 常用于去重 2.1. 存放新增 IP，统计新增 IP 量 2.2. 存放词汇，统计词汇量 2.3. ......

public interface Set<E> {
	int size();
	boolean isEmpty();
	void clear();
	boolean contains(E element);
	void add(E element);
	void remove(E element);
	void traversal(Visitor<E> visitor);
	
	public static abstract class Visitor<E> {
		boolean stop;
		public abstract boolean visit(E element);
	}
}

思考：集合的内部实现能否直接利用以前讲过的数据结构？

1. 动态数组
2. 链表
3. 二叉搜索树（AVL树、红黑树）

2、代码实现

2.1、使用链表实现ListSet

public class ListSet<E> implements Set<E>{

	private List<E> list = new LinkedList<E>();
	
	@Override
	public int size() {
		return list.size();
	}

	@Override
	public boolean isEmpty() {
		return list.isEmpty();
	}

	@Override
	public void clear() {
		list.clear();
	}

	@Override
	public boolean contains(E element) {
		return list.contains(element);
	}

	@Override
	public void add(E element) {
//		if(list.contains(element)) return;
//		list.add(element);
		int index = list.indexOf(element);
		if(index != List.ELEMENT_NOT_FOUND) {// 存在就覆盖
			list.set(index, element);
		}else {// 不存在就添加
			list.add(element);
		}
	}

	@Override
	public void remove(E element) {
		int index = list.indexOf(element);
		if(index != List.ELEMENT_NOT_FOUND) {
			list.remove(index);
		}
	}

	@Override
	public void traversal(Visitor<E> visitor) {
		if(visitor == null) return;
		int size = list.size();
		for(int i = 0;i < size; i++) {
			if(visitor.visit(list.get(i))) return;
		}
	}
}

2.2、使用红黑树实现TreeSet

public class TreeSet<E> implements Set<E> {
	private RBTree<E> tree = new RBTree<>();

	@Override
	public int size() {
		return tree.size();
	}

	@Override
	public boolean isEmpty() {
		return tree.isEmpty();
	}

	@Override
	public void clear() {
		tree.clear();
	}

	@Override
	public boolean contains(E element) {
		return tree.contains(element);
	}

	@Override
	public void add(E element) {
		tree.add(element);
	}

	@Override
	public void remove(E element) {
		tree.remove(element);
	}

	@Override
	public void traversal(Visitor<E> visitor) {
		tree.inorder(new BinaryTree.Visitor<E>() {
			@Override
			public boolean visit(E element) {
				return visitor.visit(element);
			}
		});
	}
}

使用红黑树来实现这个集合，其实是有一个限制：
$\color{#ed7d30}{元素必须具备可比较性}$。如果不具备可比较性，它是没办法加进去的。如果我们通过链表或者数组实现的话，它是没有任何限制。所以这里TreeSet需要传入一个比较器：

3、性能对比

用例是统计java的jdk源码的单词量

运行结果：

从上面可以看到使用红黑树实现的集合效率是完爆链表或者数组实现的集合的。

但是红黑树实现的集合是有一个限制：$\color{#ed7d30}{元素必须具备可比较性}$。如果我加进去的元素不具备可比较性，但是也想达到这个效果，这个时候就可以使用哈希表。

代码链接