Java——（三）Collection之Set集合、HashSet类

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一、Set集合

　　Set集合不允许包含相同的元素，如果试图把两个相同的元素加入同一个Set集合中，则添加

操作失败，add方法返回false，而新元素不会被加入。

　　Set判断两对象相同不是使用==运算符，而是根据equals方法。也就是说，只要两个对象用

equals方法比较返回true，Ser就不会接受这两个对象；反之，只要两个对象用equals方法比较

返回false，SEt就会接受这两个对象（甚至这两个对象是同一个对象，Set也可把它们当成两个对

象出来）。下面是使用普通Set的示例程序。

 import java.util.HashSet;
 import java.util.Set;

 public class SetTest {

     public static void main(String[] args) {
         Set names = new HashSet<>();
         //添加一个字符串对象
         names.add(new String("暨雪"));
         //再次添加一个字符串对象
         //因为两个字符串对象通过equals方法比较相等
         //所以添加失败，返回false
         boolean reasult = names.add(new String("暨雪"));
         //从下面输出看到集合只有一个元素
         System.out.println(reasult + "-->" + names);
     }

 }

运行结果：

false-->[暨雪]

　　从上面程序中可以看出，names集合两次添加的字符串对象明显不是同一对象（因为两次都调

用了new关键字来创建字符串对象），这两个字符串对象使用==运算符判断肯定返回false，但通过

equals方法比较将返回true，所以添加失败。最后结果输出只有一个元素。

1.HashSet类

HashSet是Set接口的典型实现，大多数时候使用Set集合是就是使用这个实现类。HashSet按Hash

算法来存储集合中的元素，因此具有很好的存取和查找性能。

　　HashSet具有以下特点：

　　1）不能保证元素的排序顺序，顺序有可能发生变化。

　　2）HashSet不是同步的，如果多线程同时访问一个HashSet，假设有两个或两个以上线程同时

修改了HashSet集合时，则必须通过代码来保证其同步。

　　3）集合元素值可以是null。

　　HashSet集合判断两个以上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

hashCode()方法返回值也相等。

下面程序分别提供了三个类A、B和C，它们分别重写了equals()、hashCode()两个方法的一个或全部

，通过此程序可以看到HashSet判断集合元素相同的标准。

 import java.util.HashSet;

 public class HashSetTest {
     //类A的equals方法总是返回true，但没有重写hashCode方法
     static class A {
         @Override
         public boolean equals(Object o) {
             return true;
         }
     }
     //类B的hashCode总是返回1，但没有重写equals方法
     static class B {
         @Override
         public int hashCode() {
             return 1;
         }
     }
     //类C重写了hashCode方法和equals方法
     static class C {
         @Override
         public int hashCode() {
             return 2;
         }
         @Override
         public boolean equals(Object obj) {
             return true;
         }
     }

     public static void main(String[] args) {

         HashSet names = new HashSet<>();
         names.add(new A());
         names.add(new A());
         names.add(new B());
         names.add(new B());
         names.add(new C());
         names.add(new C());

         System.out.println(names);
     }

 }

运行结果：

[HashSetTest$B@1, HashSetTest$B@1, HashSetTest$C@2, HashSetTest$A@7e5284e9, HashSetTest$A@12720f6c]

从上面程序可以看出，即使两个A对象通过equals()方法比较返回true，但HashSet依然把它们当成

两个对象；即使两个B对象的hashCode()返回相同值（都是1），但HashSet依然把它们当成同一个

对象。

注意：

　当把一个对象放入HashSet中时，如果需要重写该方法对应类的equals()方法，则也应该重写

hashCode()方法。其规则是：如果两个对象通过equals()方法比较返回true，这两个对象的hashCode

()值也应该相同。

　　重写hashCode()方法的基本规则：

　　1）在程序运行中，同一对象多次调用hashCode()方法应该返回相同的值。

　　2）当两个对象通过equals()方法比较返回true时，这两个对象的hashCode()方法应返回相等的值。

　　3）对象中用作equals()方法比较标准的Filed，都应该用计算hashCode值。

hashCode返回值的计算：

return f1.hashCode() + (int) f2;

为了避免直接相加产生偶然相等（两个对象f1、f2Field并不相等，但他们的和恰好相等），

可以通过为个Field乘以任意一个质数后在相加。

return f1.hashCode() * 17 + (int) f2 * 13;

　　如果向HashSet中添加一个可变对象后，后面出现修改了该可变对象的Field，则可能导致

它与集合中的其他元素相同（即两个对象通过equals()方法比较返回true，两个对象的

hashCode()值也相等）。这就有可能导致HashSet中包含两个相同的对象。下面程序演示了这

种情况。

 import java.util.HashSet;
 import java.util.Iterator;

 class R {
     int count;
     public R (int count){
         this.count = count;
     }
     @Override
     public String toString() {

         return "R[count:" + count + "]";
     }
     @Override
     public boolean equals(Object obj) {

         if (this == obj) {
             return true;
         }
         if (obj != null && obj.getClass() == R.class) {
             R r = (R) obj;
             if (r.count == this.count) {
                 return true;
             }
         }
         return false;
     }
     @Override
     public int hashCode() {

         return this.count;
     }
 }
 public class HashSetTest2 {

     public static void main(String[] args) {

         HashSet hs = new HashSet<>();
         hs.add(new R(5));
         hs.add(new R(-3));
         hs.add(new R(9));
         hs.add(new R(-2));
         //打印HashSet集合，集合没有重复
         System.out.println(hs);
         //取出第一个元素
         Iterator it = hs.iterator();
         R first = (R) it.next();
         //为第一个元素的count实例变量赋值
         first.count = -3;
         //再次输出HashSet集合，集合元素有重复元素
         System.out.println(hs);
         //删除count为-3的R对象
         hs.remove(new R(-3));
         System.out.println(hs);
         System.out.println("hs是否包count为-3的R对象？" + hs.contains(new R(-3)));
         System.out.println("hs是否包count为5的R对象？" + hs.contains(new R(5)));
         System.out.println("hs是否包count为9的R对象？" + hs.contains(new R(9)));
     }

 }

运行结果：

[R[count:5], R[count:9], R[count:-3], R[count:-2]]
[R[count:-3], R[count:9], R[count:-3], R[count:-2]]
[R[count:-3], R[count:9], R[count:-2]]
hs是否包count为-3的R对象？false
hs是否包count为5的R对象？false
hs是否包count为9的R对象？true

　　上面程序中的first.count = -3;因为改变了HashSet集合中第一个R对象的count实例变量

的值，这将导致该R对象与集合中的其他对象相同。当试图删除count = -3的R对象时，HashSet

会计算出该对象的hashCode值，从而找出该对象在集合中保存位置，然后把此处的对象与count

为-3的R对象通过equals()方法进行比较，如果相等则删除该对象——HashSet只有第三元素才

满足该条件（第一个元素实际上保存在count为5的R对象对应的位置），所以第三个元素被删除

。至于第一个count为-3的R对象，它保存在count为5的R对象对应的位置，但是用equals()方法

拿它和count为5的R对象比较时有返回false——这将导致HashSet不可能准确访问该元素。