HashSet:
1、概述:
向一个 HashSet 集合中存入一个元素时, HashSet 会调用该对象的 hashCode()方法得到该对象的 hashCode 值,然后根据 hashCode 值决定该对象在 HashSet 中的存储位置。如果两个元素通过 equals()方法比较返回 true,但它们的 hashCode 不同,HashSet 将会把它们存储在不同的位置,可以添加成功,所以, HashSet 集合判断两个元素是否一样的标准是两个对象的 equals()方法和 hashCode()方法返回的值都相同。下面的例子可以帮我们验证:
上面的例子中,类 A 重写了 equals()方法,而且都返回 true;类 B 重写了 hashCode()方法,都返回1;类 C 重写了 equals()和 hashCode()方法,返回固定值。此时,我们往 HashSet 集合中分别添加两个ABC对象然后打印出来,可以看出,里面有两个 A 对象,两个 B 对象,一个 C 对象。
不过,当我们需要把对象存入 HashSet 中,并且重写了 equals()方法的时候,我们应该重写 hashCode()方法,而且应该保证equals()方法返回 true 时,hashCode()返回值也应该相等。如果 hashCode()方法返回值不同,两个对象就会都存储到集合中,这就与存储元素不能重复相冲突。而当 hashCode()方法返回相同时,equals()应该返回 true。因为 hashCode()方法返回相同而 equals()方法返回 false 时,两个对象会保存在同一位置,这个时候这个位置会采用链式结构保存多个对象。HashSet 访问集合元素时是根据 hashCode 值来快速定位的,如果集合中有多个元素 hashCode 相同,会影响访问性能。(HashSet 访问元素时会根据 hashCode 快速计算出该元素所在的位置,从而快速定位该元素)
2、特点:
a、不能保证元素的排列顺序,排列顺序可能和添加顺序不同,而且有可能发生变化。
b、HashSet 不是同步的,如果多个线程同时访问一个 HashSet,假设有多个线程同时修改了 HashSet 集合时,要通过代码来保证其同步。
c、集合元素可以为 null。
3、LinkedHashSet:
LinkedHashSet 是 HashSet 的子类。也是根据元素的 hashCode 值来决定元素的存储位置,同时它使用链表维护元素的顺序,这样我们遍历 LinkedHashSet 的时候会按照元素添加的顺序取出元素。
TreeSet:
1、概述:
TreeSet 是 SortedSet 接口的实现类。SortedSet 可以确保集合元素处于排序状态。TreeSet 是采用红黑树的数据结构来存储集合元素的。 TreeSet 支持两种排序方法:自然排序和定制排序。
从输出日志可以看出,元素并不是按照 add 的顺序排列的,是按照加入整型数据的大小排列的。
2、自然排序:
自然排序是 TreeSet 调用集合元素的 compareTo(Object object)方法来比较元素之间的大小关系,然后将集合元素按升序排列。所以,当我们采用自然排序的时候,添加到 TreeSet 的元素必须实现 Comparable 接口,而且添加元素应该是相同类型,否则会报 ClassCastException 异常。Java 中一些常用类已经实现了 Comparable 接口:BigDecimal、BigInteger、Character、Boolean、String、Date、Time等。
如图,当 compareTo 方法返回为0时,认为两个元素是相等的,不为0则不相等。所以,当我们需要把一个对象放入 TreeSet 中去,又重写该类的 equals()方法的时候,我们应该保证在 equals()方法返回 true 的时候,compareTo 方法返回的是0。
已经加入 TreeSet 集合的元素不要修改变量值,这容易导致一些错误。如图:
如果我们修改后导致元素相等,这个时候 TreeSet 是不会重新排序的,这个时候我们如果想删除修改后的元素会失败,而且和修改后元素相等的元素也会删除失败。不过我们可以正常删除没有改变的元素。
3、定制排序:
自然排序是根据集合元素的大小升序。如果我们想降序或者按照自己的意愿排序,我们可以通过 Comparator 接口实现。在我们创建 TreeSet 集合对象时,我们需要提供一个 Comparator 对象关联 TreeSet,实现 compare 方法。如果该方法返回正数,表示 o1 大于 o2;如果返回0,表示 o1 等于 o2;如果返回负数,表示 o1 小于 o2。如图所示:
总结:
HashSet 的性能比 TreeSet 好,特别是常用的添加、查询等操作。只有需要排序的时候,我们才使用 TreeSet。LinkedHashSet 对于普通的插入、删除操作,比 HashSet 会慢一点,但是遍历会更快。