Java（30）集合五Set

作者：季沐测试笔记

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1.Set集合

1.1Set集合概述和特点

• Set集合的特点
  • 元素存取无序
  • 没有索引、只能通过迭代器或增强for循环遍历
  • 不能存储重复元素
• Set集合的基本使用

public class SetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        Set<String> set = new HashSet<String>();

        //添加元素
        set.add("hello");
        set.add("world");
        set.add("java");
        //不包含重复元素的集合
        set.add("world");

        //遍历
        for(String s : set) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

1.2哈希值

• 哈希值简介

  ​ 是JDK根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值

• 如何获取哈希值

  ​ Object类中的public int hashCode()：返回对象的哈希码值

• 哈希值的特点

  • 同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的
  • 默认情况下，不同对象的哈希值是不同的。而重写hashCode()方法，可以实现让不同对象的哈希值相同

• 获取哈希值的代码

  • 学生类

  public class Student {
      private String name;
      private int age;
  
      public Student() {
      }
  
      public Student(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() {
  //        return 0;
  //    }
  }
  

  • 测试类

  public class HashDemo {
      public static void main(String[] args) {
          //创建学生对象
          Student s1 = new Student("张三",30);
  
          //同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的
          System.out.println(s1.hashCode()); //1510467688
          System.out.println(s1.hashCode()); //1510467688
          System.out.println("--------");
  
          Student s2 = new Student("张三",30);
  
          //默认情况下，不同对象的哈希值是不相同的
          //通过方法重写，可以实现不同对象的哈希值是相同的
          System.out.println(s2.hashCode()); //1995265320
          System.out.println("--------");
  
          System.out.println("hello".hashCode()); //99162322
          System.out.println("world".hashCode()); //113318802
          System.out.println("java".hashCode()); //3254818
  
          System.out.println("world".hashCode()); //113318802
          System.out.println("--------");
  
          System.out.println("重地".hashCode()); //1179395
          System.out.println("通话".hashCode()); //1179395
      }
  }
  

1.3HashSet集合概述和特点

• HashSet集合的特点

  • 底层数据结构是哈希表
  • 对集合的迭代顺序不作任何保证，也就是说不保证存储和取出的元素顺序一致
  • 没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历
  • 由于是Set集合，所以是不包含重复元素的集合

• HashSet集合的基本使用

  public class HashSetDemo01 {
      public static void main(String[] args) {
          //创建集合对象
          HashSet<String> hs = new HashSet<String>();
  
          //添加元素
          hs.add("hello");
          hs.add("world");
          hs.add("java");
  
          hs.add("world");
  
          //遍历
          for(String s : hs) {
              System.out.println(s);
          }
      }
  }
  

1.4HashSet集合保证元素唯一性源码分析

• HashSet集合保证元素唯一性的原理

  ​ 1.根据对象的哈希值计算存储位置

  ​ 如果当前位置没有元素则直接存入

  ​ 如果当前位置有元素存在，则进入第二步

  ​ 2.当前元素的元素和已经存在的元素比较哈希值

  ​ 如果哈希值不同，则将当前元素进行存储

  ​ 如果哈希值相同，则进入第三步

  ​ 3.通过equals()方法比较两个元素的内容

  ​ 如果内容不相同，则将当前元素进行存储

  ​ 如果内容相同，则不存储当前元素

• HashSet集合保证元素唯一性的图解

1.5HashSet集合存储学生对象并遍历

• 案例需求

  • 创建一个存储学生对象的集合，存储多个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合
  • 要求：学生对象的成员变量值相同，我们就认为是同一个对象

• 代码实现

  • 学生类

    public class Student {
        private String name;
        private int age;
    
        public Student() {
        }
    
        public Student(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 boolean equals(Object o) {
            if (this == o) return true;
            if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
    
            Student student = (Student) o;
    
            if (age != student.age) return false;
            return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null;
        }
    
        @Override
        public int hashCode() {
            int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
            result = 31 * result + age;
            return result;
        }
    }
    

  • 测试类

    public class HashSetDemo02 {
        public static void main(String[] args) {
            //创建HashSet集合对象
            HashSet<Student> hs = new HashSet<Student>();
    
            //创建学生对象
            Student s1 = new Student("张三", 30);
            Student s2 = new Student("李四", 35);
            Student s3 = new Student("王五", 33);
            Student s4 = new Student("王五", 33);
    
            //把学生添加到集合
            hs.add(s1);
            hs.add(s2);
            hs.add(s3);
            hs.add(s4);
    
            //遍历集合(增强for)
            for (Student s : hs) {
                System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
            }
        }
    }
    

1.6LinkedHashSet集合概述和特点

• LinkedHashSet集合特点

  • 哈希表和链表实现的Set接口，具有可预测的迭代次序
  • 由链表保证元素有序，也就是说元素的存储和取出顺序是一致的
  • 由哈希表保证元素唯一，也就是说没有重复的元素

• LinkedHashSet集合基本使用

  public class LinkedHashSetDemo {
      public static void main(String[] args) {
          //创建集合对象
          LinkedHashSet<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<String>();
  
          //添加元素
          linkedHashSet.add("hello");
          linkedHashSet.add("world");
          linkedHashSet.add("java");
          linkedHashSet.add("world");
  
          //遍历集合
          for(String s : linkedHashSet) {
              System.out.println(s);
          }
      }
  }
  

2.Set集合排序

2.1TreeSet集合概述和特点

• TreeSet集合概述

  • 元素有序，可以按照一定的规则进行排序，具体排序方式取决于构造方法
    • TreeSet()：根据其元素的自然排序进行排序
    • TreeSet(Comparator comparator) ：根据指定的比较器进行排序
  • 没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历
  • 由于是Set集合，所以不包含重复元素的集合

• TreeSet集合基本使用

  public class TreeSetDemo01 {
      public static void main(String[] args) {
          //创建集合对象
          TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>();
  
          //添加元素
          ts.add(10);
          ts.add(40);
          ts.add(30);
          ts.add(50);
          ts.add(20);
          ts.add(30);
  
          //遍历集合
          for(Integer i : ts) {
              System.out.println(i);
          }
      }
  }
  

2.2自然排序Comparable的使用

• 案例需求

  • 存储学生对象并遍历，创建TreeSet集合使用无参构造方法
  • 要求：按照年龄从小到大排序，年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序

• 实现步骤

  • 用TreeSet集合存储自定义对象，无参构造方法使用的是自然排序对元素进行排序的
  • 自然排序，就是让元素所属的类实现Comparable接口，重写compareTo(T o)方法
  • 重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写

• 代码实现

  • 学生类

    public class Student implements Comparable<Student> {
        private String name;
        private int age;
    
        public Student() {
        }
    
        public Student(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 compareTo(Student s) {
    //        return 0;
    //        return 1;
    //        return -1;
            //按照年龄从小到大排序
           int num = this.age - s.age;
    //        int num = s.age - this.age;
            //年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序
           int num2 = num==0?this.name.compareTo(s.name):num;
            return num2;
        }
    }
    

  • 测试类

    public class TreeSetDemo02 {
        public static void main(String[] args) {
            //创建集合对象
            TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>();
    
            //创建学生对象
            Student s1 = new Student("xishi", 29);
            Student s2 = new Student("wangzhaojun", 28);
            Student s3 = new Student("diaochan", 30);
            Student s4 = new Student("yangyuhuan", 33);
            Student s5 = new Student("linqingxia",33);
            Student s6 = new Student("linqingxia",33);
    
            //把学生添加到集合
            ts.add(s1);
            ts.add(s2);
            ts.add(s3);
            ts.add(s4);
            ts.add(s5);
            ts.add(s6);
    
            //遍历集合
            for (Student s : ts) {
                System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
            }
        }
    }
    

2.3比较器排序Comparator的使用

• 案例需求

  • 存储学生对象并遍历，创建TreeSet集合使用带参构造方法
  • 要求：按照年龄从小到大排序，年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序

• 实现步骤

  • 用TreeSet集合存储自定义对象，带参构造方法使用的是比较器排序对元素进行排序的
  • 比较器排序，就是让集合构造方法接收Comparator的实现类对象，重写compare(T o1,T o2)方法
  • 重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写

• 代码实现

  • 学生类

    public class Student {
        private String name;
        private int age;
    
        public Student() {
        }
    
        public Student(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;
        }
    }
    

  • 测试类

    public class TreeSetDemo {
        public static void main(String[] args) {
            //创建集合对象
            TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() {
                @Override
                public int compare(Student s1, Student s2) {
                    //this.age - s.age
                    //s1,s2
                    int num = s1.getAge() - s2.getAge();
                    int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num;
                    return num2;
                }
            });
    
            //创建学生对象
            Student s1 = new Student("xishi", 29);
            Student s2 = new Student("wangzhaojun", 28);
            Student s3 = new Student("diaochan", 30);
            Student s4 = new Student("yangyuhuan", 33);
            Student s5 = new Student("linqingxia",33);
            Student s6 = new Student("linqingxia",33);
    
            //把学生添加到集合
            ts.add(s1);
            ts.add(s2);
            ts.add(s3);
            ts.add(s4);
            ts.add(s5);
            ts.add(s6);
    
            //遍历集合
            for (Student s : ts) {
                System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
            }
        }
    }
    

2.4成绩排序案例

• 案例需求

  • 用TreeSet集合存储多个学生信息(姓名，语文成绩，数学成绩)，并遍历该集合
  • 要求：按照总分从高到低出现

• 代码实现

  • 学生类

    public class Student {
        private String name;
        private int chinese;
        private int math;
    
        public Student() {
        }
    
        public Student(String name, int chinese, int math) {
            this.name = name;
            this.chinese = chinese;
            this.math = math;
        }
    
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        public int getChinese() {
            return chinese;
        }
    
        public void setChinese(int chinese) {
            this.chinese = chinese;
        }
    
        public int getMath() {
            return math;
        }
    
        public void setMath(int math) {
            this.math = math;
        }
    
        public int getSum() {
            return this.chinese + this.math;
        }
    }
    

  • 测试类

    public class TreeSetDemo {
        public static void main(String[] args) {
            //创建TreeSet集合对象，通过比较器排序进行排序
            TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() {
                @Override
                public int compare(Student s1, Student s2) {
    //                int num = (s2.getChinese()+s2.getMath())-(s1.getChinese()+s1.getMath());
                    //主要条件
                    int num = s2.getSum() - s1.getSum();
                    //次要条件
                    int num2 = num == 0 ? s1.getChinese() - s2.getChinese() : num;
                    int num3 = num2 == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num2;
                    return num3;
                }
            });
    
            //创建学生对象
            Student s1 = new Student("林青霞", 98, 100);
            Student s2 = new Student("张曼玉", 95, 95);
            Student s3 = new Student("王祖贤", 100, 93);
            Student s4 = new Student("柳岩", 100, 97);
            Student s5 = new Student("风清扬", 98, 98);
            Student s6 = new Student("左冷禅", 97, 99);
            Student s7 = new Student("赵云", 97, 99);
    
            //把学生对象添加到集合
            ts.add(s1);
            ts.add(s2);
            ts.add(s3);
            ts.add(s4);
            ts.add(s5);
            ts.add(s6);
            ts.add(s7);
    
            //遍历集合
            for (Student s : ts) {
                System.out.println(s.getName() + "," + s.getChinese() + "," + s.getMath() + "," + s.getSum());
            }
        }
    }
    

2.5不重复的随机数案例

• 案例需求

  • 编写一个程序，获取10个1-20之间的随机数，要求随机数不能重复，并在控制台输出

• 代码实现

  public class SetDemo {
      public static void main(String[] args) {
          //创建Set集合对象
  //        Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();
          Set<Integer> set = new TreeSet<Integer>();
  
          //创建随机数对象
          Random r = new Random();
  
          //判断集合的长度是不是小于10
          while (set.size()<10) {
              //产生一个随机数，添加到集合
              int number = r.nextInt(20) + 1;
              set.add(number);
          }
  
          //遍历集合
          for(Integer i : set) {
              System.out.println(i);
          }
      }
  }