Java Set集合的詳解
一，Set
Set:注重獨一無二的性質,該體系集合可以知道某物是否已近存在於集合中,不會儲存重複的元素
用於儲存無序(存入和取出的順序不一定相同)元素，值不能重複。
物件的相等性
引用到堆上同一個物件的兩個引用是相等的。如果對兩個引用呼叫hashCode方法，會得到相同的結果，如果物件所屬的類沒有覆蓋Object的hashCode方法的話，hashCode會返回每個物件特有的序號（java是依據物件的記憶體地址計算出的此序號），所以兩個不同的物件的hashCode值是不可能相等的。
如果想要讓兩個不同的Person物件視為相等的，就必須覆蓋Object繼下來的hashCode方法和equals方法，因為Object hashCode方法返回的是該物件的記憶體地址，所以必須重寫hashCode方法，才能保證兩個不同的物件具有相同的hashCode，同時也需要兩個不同物件比較equals方法會返回true
該集合中沒有特有的方法，直接繼承自Collection。
---| Itreable 介面 實現該介面可以使用增強for迴圈
---| Collection 描述所有集合共性的介面
---| List介面 可以有重複元素的集合
---| ArrayList
---| LinkedList
---| Set介面 不可以有重複元素的集合
案例：set集合新增元素並使用迭代器迭代元素。
public class Demo4 {
public static void main(String[] args) {
//Set 集合存和取的順序不一致。
Set hs = new HashSet();
hs.add("世界軍事");
hs.add("兵器知識");
hs.add("艦船知識");
hs.add("漢和防務");
System.out.println(hs);
// [艦船知識, 世界軍事, 兵器知識, 漢和防務]
Iterator it = hs.iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
}
}
二，HashSet
---| Itreable 介面 實現該介面可以使用增強for迴圈
---| Collection 描述所有集合共性的介面
---| List介面 可以有重複元素的集合
---| ArrayList
---| LinkedList
---| Set介面 不可以有重複元素的集合
---| HashSet 執行緒不安全，存取速度快。底層是以雜湊表實現的。
HashSet
雜湊表邊存放的是雜湊值。HashSet儲存元素的順序並不是按照存入時的順序（和List顯然不同） 是按照雜湊值來存的所以取資料也是按照雜湊值取得。
HashSet不存入重複元素的規則.使用hashcode和equals
由於Set集合是不能存入重複元素的集合。那麼HashSet也是具備這一特性的。HashSet如何檢查重複？HashSet會通過元素的hashcode（）和equals方法進行判斷元素師否重複。
當你試圖把物件加入HashSet時，HashSet會使用物件的hashCode來判斷物件加入的位置。同時也會與其他已經加入的物件的hashCode進行比較，如果沒有相等的hashCode，HashSet就會假設物件沒有重複出現。
簡單一句話，如果物件的hashCode值是不同的，那麼HashSet會認為物件是不可能相等的。
因此我們自定義類的時候需要重寫hashCode，來確保物件具有相同的hashCode值。
如果元素(物件)的hashCode值相同,是不是就無法存入HashSet中了? 當然不是,會繼續使用equals 進行比較.如果 equals為true 那麼HashSet認為新加入的物件重複了,所以加入失敗。如果equals 為false那麼HashSet 認為新加入的物件沒有重複.新元素可以存入.
總結：
元素的雜湊值是通過元素的hashcode方法 來獲取的, HashSet首先判斷兩個元素的雜湊值，如果雜湊值一樣，接著會比較equals方法 如果 equls結果為true ，HashSet就視為同一個元素。如果equals 為false就不是同一個元素。
雜湊值相同equals為false的元素是怎麼儲存呢,就是在同樣的雜湊值下順延（可以認為雜湊值相同的元素放在一個雜湊桶中）。也就是雜湊一樣的存一列。
hashtable
圖1：hashCode值不相同的情況
圖2：hashCode值相同，但equals不相同的情況。
HashSet：通過hashCode值來確定元素在記憶體中的位置。一個hashCode位置上可以存放多個元素。
當hashcode() 值相同equals() 返回為true 時,hashset 集合認為這兩個元素是相同的元素.只儲存一個（重複元素無法放入）。呼叫原理:先判斷hashcode 方法的值,如果相同才會去判斷equals 如果不相同,是不會呼叫equals方法的。
HashSet到底是如何判斷兩個元素重複。
通過hashCode方法和equals方法來保證元素的唯一性，add()返回的是boolean型別
判斷兩個元素是否相同，先要判斷元素的hashCode值是否一致，只有在該值一致的情況下，才會判斷equals方法，如果儲存在HashSet中的兩個物件hashCode方法的值相同equals方法返回的結果是true，那麼HashSet認為這兩個元素是相同元素，只儲存一個（重複元素無法存入）。
注意：HashSet集合在判斷元素是否相同先判斷hashCode方法，如果相同才會判斷equals。如果不相同，是不會呼叫equals方法的。
HashSet 和ArrayList集合都有判斷元素是否相同的方法，
boolean contains(Object o)
HashSet使用hashCode和equals方法，ArrayList使用了equals方法
案例：
使用HashSet儲存字串，並嘗試新增重複字串
回顧String類的equals()、hashCode()兩個方法。
public class Demo4 {
public static void main(String[] args) {
// Set 集合存和取的順序不一致。
Set hs = new HashSet();
hs.add("世界軍事");
hs.add("兵器知識");
hs.add("艦船知識");
hs.add("漢和防務");
// 返回此 set 中的元素的數量
System.out.println(hs.size()); // 4
// 如果此 set 尚未包含指定元素，則返回 true
boolean add = hs.add("世界軍事"); // false
System.out.println(add);
// 返回此 set 中的元素的數量
System.out.println(hs.size());// 4
Iterator it = hs.iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
}
}
使用HashSet儲存自定義物件，並嘗試新增重複物件（物件的重複的判定）
public class Demo4 {
public static void main(String[] args) {
HashSet hs = new HashSet();
hs.add(new Person("jack", 20));
hs.add(new Person("rose", 20));
hs.add(new Person("hmm", 20));
hs.add(new Person("lilei", 20));
hs.add(new Person("jack", 20));
Iterator it = hs.iterator();
while (it.hasNext()) {
Object next = it.next();
System.out.println(next);
}
}
}
class Person {
private String name;
private int age;
Person() {
}
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public int hashCode() {
System.out.println("hashCode:" + this.name);
return this.name.hashCode() + age * 37;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
System.out.println(this + "---equals---" + obj);
if (obj instanceof Person) {
Person p = (Person) obj;
return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;
} else {
return false;
}
}
@Override
public String toString() {
return "[email protected]:" + this.name + " age:" + this.age;
}
}
問題：現在有一批資料，要求不能重複儲存元素，而且要排序。ArrayList 、 LinkedList不能去除重複資料。HashSet可以去除重複，但是是無序。
所以這時候就要使用TreeSet了
三，TreeSet
案例：使用TreeSet集合儲存字串元素，並遍歷
public class Demo5 {
public static void main(String[] args) {
TreeSet ts = new TreeSet();
ts.add("ccc");
ts.add("aaa");
ts.add("ddd");
ts.add("bbb");
System.out.println(ts); // [aaa, bbb, ccc, ddd]
}
}
---| Itreable 介面 實現該介面可以使用增強for迴圈
---| Collection 描述所有集合共性的介面
---| List介面 有序，可以重複，有角標的集合
---| ArrayList
---| LinkedList
---| Set介面 無序，不可以重複的集合
---| HashSet 執行緒不安全，存取速度快。底層是以hash表實現的。
---| TreeSet 紅-黑樹的資料結構，預設對元素進行自然排序（String）。如果在比較的時候兩個物件返回值為0，那麼元素重複。
紅-黑樹
紅黑樹是一種特定型別的二叉樹
紅黑樹演算法的規則: 左小右大。
既然TreeSet可以自然排序,那麼TreeSet必定是有排序規則的。
1:讓存入的元素自定義比較規則。
2:給TreeSet指定排序規則。
方式一：元素自身具備比較性
元素自身具備比較性，需要元素實現Comparable介面，重寫compareTo方法，也就是讓元素自身具備比較性，這種方式叫做元素的自然排序也叫做預設排序。
方式二：容器具備比較性
當元素自身不具備比較性，或者自身具備的比較性不是所需要的。那麼此時可以讓容器自身具備。需要定義一個類實現介面Comparator，重寫compare方法，並將該介面的子類例項物件作為引數傳遞給TreeMap集合的構造方法。
注意：當Comparable比較方式和Comparator比較方式同時存在時，以Comparator的比較方式為主；
注意：在重寫compareTo或者compare方法時，必須要明確比較的主要條件相等時要比較次要條件。（假設姓名和年齡一直的人為相同的人，如果想要對人按照年齡的大小來排序，如果年齡相同的人，需要如何處理？不能直接return 0，因為可能姓名不同（年齡相同姓名不同的人是不同的人）。此時就需要進行次要條件判斷（需要判斷姓名），只有姓名和年齡同時相等的才可以返回0.）
通過return 0來判斷唯一性。
問題:為什麼使用TreeSet存入字串,字串預設輸出是按升序排列的?因為字串實現了一個介面,叫做Comparable 介面.字串重寫了該介面的compareTo 方法,所以String物件具備了比較性.那麼同樣道理,我的自定義元素(例如Person類,Book類)想要存入TreeSet集合,就需要實現該介面,也就是要讓自定義物件具備比較性.
存入TreeSet集合中的元素要具備比較性.
比較性要實現Comparable介面，重寫該介面的compareTo方法
TreeSet屬於Set集合，該集合的元素是不能重複的，TreeSet如何保證元素的唯一性
通過compareTo或者compare方法中的來保證元素的唯一性。
新增的元素必須要實現Comparable介面。當compareTo()函式返回值為0時，說明兩個物件相等，此時該物件不會新增進來。
比較器介面
----| Comparable
compareTo(Object o) 元素自身具備比較性
----| Comparator
compare( Object o1, Object o2 ) 給容器傳入比較器
TreeSet集合排序的兩種方式：
一，讓元素自身具備比較性。
也就是元素需要實現Comparable介面，覆蓋compareTo 方法。
這種方式也作為元素的自然排序，也可稱為預設排序。
年齡按照搜要條件，年齡相同再比姓名。
public class Demo4 {
public static void main(String[] args) {
TreeSet ts = new TreeSet();
ts.add(new Person("aa", 20, "男"));
ts.add(new Person("bb", 18, "女"));
ts.add(new Person("cc", 17, "男"));
ts.add(new Person("dd", 17, "女"));
ts.add(new Person("dd", 15, "女"));
ts.add(new Person("dd", 15, "女"));
System.out.println(ts);
System.out.println(ts.size()); // 5
}
}
class Person implements Comparable {
private String name;
private int age;
private String gender;
public Person() {
}
public Person(String name, int age, String gender) {
this.name = name;
this.age = age;
this.gender = gender;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getGender() {
return gender;
}
public void setGender(String gender) {
this.gender = gender;
}
@Override
public int hashCode() {
return name.hashCode() + age * 37;
}
public boolean equals(Object obj) {
System.err.println(this + "equals :" + obj);
if (!(obj instanceof Person)) {
return false;
}
Person p = (Person) obj;
return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;
}
public String toString() {
return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", gender=" + gender
+ "]";
}
@Override
public int compareTo(Object obj) {
Person p = (Person) obj;
System.out.println(this+" compareTo:"+p);
if (this.age > p.age) {
return 1;
}
if (this.age < p.age) {
return -1;
}
return this.name.compareTo(p.name);
}
}
二，讓容器自身具備比較性，自定義比較器。
需求：當元素自身不具備比較性，或者元素自身具備的比較性不是所需的。
那麼這時只能讓容器自身具備。
定義一個類實現Comparator 介面，覆蓋compare方法。
並將該介面的子類物件作為引數傳遞給TreeSet集合的建構函式。
當Comparable比較方式，及Comparator比較方式同時存在，以Comparator
比較方式為主。
public class Demo5 {
public static void main(String[] args) {
TreeSet ts = new TreeSet(new MyComparator());
ts.add(new Book("think in java", 100));
ts.add(new Book("java 核心技術", 75));
ts.add(new Book("現代作業系統", 50));
ts.add(new Book("java就業教程", 35));
ts.add(new Book("think in java", 100));
ts.add(new Book("ccc in java", 100));
System.out.println(ts);
}
}
class MyComparator implements Comparator {
public int compare(Object o1, Object o2) {
Book b1 = (Book) o1;
Book b2 = (Book) o2;
System.out.println(b1+" comparator "+b2);
if (b1.getPrice() > b2.getPrice()) {
return 1;
}
if (b1.getPrice() < b2.getPrice()) {
return -1;
}
return b1.getName().compareTo(b2.getName());
}
}
class Book {
private String name;
private double price;
public Book() {
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public double getPrice() {
return price;
}
public void setPrice(double price) {
this.price = price;
}
public Book(String name, double price) {
this.name = name;
this.price = price;
}
@Override
public String toString() {
return "Book [name=" + name + ", price=" + price + "]";
}
}
四，LinkedHashSet
會儲存插入的順序。
看到array，就要想到角標。
看到link，就要想到first，last。
看到hash，就要想到hashCode,equals.
看到tree，就要想到兩個介面。Comparable，Comparator。