Java集合详解(二)——Set接口及其实现类HashSet与TreeSet

Set

Set继承于Collection接口,没有新增方法,不允许出现重复元素且无序,主要有HashSet与TreeSet两大实现类。
在判断重复元素时,Set集合会调用hashCode()方法与equals()方法。
散列码由对象的实例域产生的一个整数,如果是自定义类,则必须实现hashCode()方法,且实现的hashCode()方法必须与equals()方法兼容,即如果a.equals(b)为true,a与b必须具有相同的散列码。

HashSet

HashSet底层是用HashMap实现的,往HashSet中添加元素,实际上就是把这个元素作为key加入到内部的map中,由于map中的key是不可重复的,因此HashSet天然具有“不可重复”的特性。

    //map集合,作为HashSet存放元素的容器
    private transient HashMap<E,Object> map;

    //PRESENT作为一个静态常量,是map中每个key对应的一个相同的value,并没有实际意义。
    // Dummy value to associate with an Object in the backing Map
    private static final Object PRESENT = new Object();
/**
     * Constructs a new, empty set; the backing {@code HashMap} instance has
     * default initial capacity (16) and load factor (0.75).
     */
    //无参构造方法,完成内部map的创建
    public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }

equals()与hashCode()

HashSet集合判断两个元素相等的标准是:两个对象通过equals()方法比较相等,并且两个对象的hasCode()方法返回值也相等。

equals()定义在JDK中的Object.java中,因此Java中所有的类都有equals()方法,都可以通过equals()去比较两个对象是否相等。但是默认的equals()方法等价于"==",即是通过判断两个对象的地址是否相等(是否是同一个对象)来区分它们是否相等。
一般需要在Object的子类中重写equals()方法,使得两个对象的数据域属性相等时,则返回true。

hashCode()的作用是获取哈希码,也称为散列码,返回一个int整数,这个哈希码的作用的确定该对象在哈希表中索引位置。hashCode()定义在JDK的Object.java中,因此java中所有类都有hashCode()方法。但是,只有当创建某类对象需要创建散列表时,该类的hashCode()方法才有用,如HashMap,HashTable、HashSet。
默认hashCode()方法,只有两个对象的地址相同,两个对象的hashCode()返回的结果相等。

HashSet中判断集合中元素相等

  1. 通过equals()比较返回false,两个元素hashCode()返回值不相等,HashSet将把两个元素存在不同位置。
  2. 通过equals()比较返回true,两个元素hashCode()返回值不相等,HashSet将把两个元素存在不同位置。
  3. 通过equals()比较返回false,两个元素hashCode()返回值相等,HashSet将把两个元素存在相同位置,在这个位置以链式结构保存多个元素。
  4. 通过equals()比较返回true,两个元素hashCode()返回值相等,HashSet将不添加该新元素。
    HashSet根据元素的hashCode值快速定位,如果两个元素具有相同的hashCode值,会导致性能下降,因此重写equals()与hashCode()方法时应尽量保证两个对象通过hashCode()方法返回值相等时,equals()返回true。

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,也同样不允许元素重复,但是同时使用链表维护了元素的次序,按照插入次序。遍历LinkedHashSet时,会根据元素添加的顺序来访问集合里的元素。由于要维护元素的插入顺序,在性能上略低于HashSet。

HashSet<String> hashSet = new HashSet<>();
        LinkedHashSet<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<>();
        for (int i = 1; i <= 9; i++)
        {
            hashSet.add("I" + i);
            linkedHashSet.add("I" + i);
        }
        for(String h1 : hashSet)
            System.out.print(h1 + " ");
        System.out.println();
        for(String h2 : linkedHashSet)
            System.out.print(h2 + " ");
        
        //输出结果为:
        //I9 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 
        //I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 

注意:HashSet遍历输出元素其实有一定的顺序,只是不能保证是元素添加时的顺序,集合中元素与hashCode()方法没变时,遍历输出的元素顺序其实是不变。而LinkedHashSet遍历输出元素总是按照元素添加时的顺序。

TreeSet

TreeSet继承于AbstractSet,实现了NavigableSet接口,其是SortedSet子接口,TreeSet集合可以保证元素处于排序状态。TreeSet底层是用TreeMap实现的,内部维持了一个简化版的TreeMap,通过key来存储Set元素。TreeSet内部需要对存储的元素进行排序,因此对应的类必须实现Comparable接口,这样才能根据compareTo()方法比较对象之间的大小。

TreeSet排序方式

TreeSet的有序,不同于LinkedHashSet的添加顺序,而是根据元素属性进行排序的方式来实现。
TreeSet支持自然排序(默认)和定制排序
注意:

  1. 采用自然排序时,必须对要添加到TreeSet中的类实现Comparable接口,否则会抛出异常: java.lang.ClassCastException
  2. TreeSet中不能放入null元素。

自然排序

TreeSet会调用集合中元素所属类的compareTo(Object obj)方法来比较元素之间的大小关系,然后将元素按照升序排列,此为自然排序。
如果两个对象通过compareTo(Object obj)方法比较返回0,则TreeSet则认为两者相等,不将新元素添加到集合内。
TreeSet根据红黑树结构找到集合元素的存储位置。

定值排序

定值排序通过Comparator接口,重写compare(T o1, T o2)方法。实现定值排序时,需要在创建TreeSet时,调用一个带参构造器,传入Comparator对象,由该对象负责集合元素的排序逻辑,集合元素所属类不必实现Comparable接口。

Comparator<Person> comparator = new Comparator<Person>(){
    @Override
    public int compare(Person o1, Person o2) {
        ...
    }
    };
TreeSet<Person> set = new TreeSet<Person>(comparator);

注意:如果向TreeSet中添加了一个可变对象后,并且后面程序修改了该可变对象的实例变量,这将导致它与其他对象的大小顺序发生改变,但是TreeSet不会再次调整它们的顺序,即可能顺序会乱。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 202,723评论 5 476
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,080评论 2 379
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 149,604评论 0 335
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,440评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,431评论 5 364
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,499评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,893评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,541评论 0 256
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,751评论 1 296
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,547评论 2 319
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,619评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,320评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,890评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,896评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,137评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,796评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,335评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容