Java中的集合类主要由Collection和Map这两个接口派生而出，其中Collection接口又派生出三个子接口，分别是Set、List、Queue。所有的Java集合类，都是Set、List、Queue、Map这四个接口的实现类，这四个接口将集合分成了四大类：

Set代表无序的，元素不可重复的集合； List代表有序的，元素可以重复的集合； Queue代表先进先出（FIFO）的队列； Map代表具有映射关系（key-value）的集合，其所有的key是一个Set集合，即key无序且不能重复。这些接口拥有众多的实现类，其中最常用的实现类有HashSet、TreeSet、ArrayList、LinkedList、ArrayDeque、HashMap、TreeMap等。

List与Set的对比

Set：检索元素效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变。 List：和数组类似，List可以动态增长，查找元素效率高，插入删除元素效率低，因为会引起其他元素位置改变。

看到array，就要想到索引。
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。

一、Set

1、Set集合的特点

无序性：Set 集合中的元素不按任何特定顺序排列，无法通过索引访问元素，即集合内部的元素顺序可能随时间和操作发生变化。
唯一性：Set 集合不允许包含重复的元素。判断元素是否重复的标准是基于元素的 .equals() 方法。如果两个对象在 .equals() 方法下判断为相等，则 Set 集合中只会存储其中一个。
最大容量：理论上，Set 集合可以无限增长，直到受到可用内存限制为止。
注： Set没有索引，不能通过索引访问元素，所以不能使用普通for循环遍历，只能通过元素本身来访问

2、Set集合的主要实现类

HashSet：基于哈希表实现，具有良好的插入、删除和查找性能（平均时间复杂度为 O(1)），但不保证元素的迭代顺序。
TreeSet：基于红黑树实现，元素自动排序（要么基于元素自身的自然排序，要么通过自定义 Comparator），插入、删除和查找性能为 O(log n)，确保了集合内元素的排序顺序。
LinkedHashSet：结合了 HashSet 和 LinkedList 的特性，它维护元素插入的顺序，同时仍然保证元素的唯一性。

3、HashSet

在元素类中重写hashCode方法和equals方法，依此来确保元素的唯一性
使用HashSet时，如果没有重写两个方法，则元素还是会重复录入，因为HashSet不知道判断两个对象相等的条件
重写时可以添加条件，比如name和age相等时，对象相等，则只会保留一个该数据的对象
如果存入的是字符串或整数等数据，则HashSet会自动判断唯一性
如果存入的是用户对象，则HashSet根据该对象的类中重写的hashCode方法和equals方法，来判断唯一性

4、LinkedHashSet

LinkedHashSet底层数据结构是哈希表和链表，根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置，但它同时使用链表维护元素的次序，这样使得元素看起来是以插入的顺序保存的，也就是说当遍历集合LinkedHashSet集合里的元素时，集合将会按元素的添加顺序来访问集合里的元素。输出集合里的元素时，元素顺序总是与添加顺序一致。但是LinkedHashSet依然是HashSet，因此它不允许集合重复。

5、TreeSet

TreeSet是SortedSet接口的实现类，TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。TreeSet内部实现的是红黑树，默认整形排序为从小到大。不允许放入null值.

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根据构造方法不同，分为自然排序（无参构造）和比较器排序（有参构造）
自然排序要求元素必须实现Compareable接口，并重写里面的compareTo()方法，元素通过比较返回的int值来判断排序序列，返回0说明两个对象相同，不需要存储
比较器排需要在TreeSet初始化是时候传入一个实现Comparator接口的比较器对象，或者采用匿名内部类的方式new一个Comparator对象，重写里面的compare()方法；

自然排序

TreeSet是红黑树(二叉树)，比较器用来给元素定位。如果比较器返回0，则元素重复，不添加，如果返回1或-1，则元素存储在二叉树的左或右孩子
自然排序，需要让元素所属的类实现Comparable接口，添加泛型，重写compareTo(T o)方法，当调用一个一个对象调用该方法与另一个对象进行比较时，obj1.compareTo(obj2)如果返回0表示两个对象相等；如果返回正整数则表明obj1大于obj2,如果是负整数则相反。

自定义排序

TreeSet集合有参构造方法使用比较器排序对元素进行排序

这个方法，是让容器具有比较性
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。
由于Comparator是一个函数式接口，因此还可以使用Lambda表达式来代替Comparator子类对象。

注意

大部分类在实现CompareTo(Object o)方法时，都需要将被比较对象obj强制类型转换成相同类型，因为只有相同的两个实例才会比较大小。
加入集合的类都必须实现Comparable接口，否则会引发ClassCastException异常。
不要修改已经存入集合的实例变量，这将导致它与其他对象的大小顺序发生改变，但TreeSet集合不会再次调整它们的顺序，这点和HashSet一样。
总结：如果希望TreeSet能正常工作，TreeSet只能添加同一种类型的对象

TreeSet如何确保唯一性？

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)方法比较是否返回0，如果是0则认为对象相等，否则认为不相等。

Set小结

Set具有与Collection完全一样的接口，因此没有任何额外的功能，不像前面有两个不同的List。实际上Set就是Collection,只是行为不同。(这是继承与多态思想的典型应用：表现不同的行为)Set不保存重复的元素。 TreeSet不允许放入null值，HashSet允许放入一个null值适用场景分析: HashSet是基于Hash算法实现的，其性能通常都优于TreeSet。为快速查找而设计的Set，我们通常都应该使用HashSet，在我们需要排序的功能时，我们才使用TreeSet。

Java集合之一