3.Java集合总结系列：Set接口及其实现

一、Set接口

Set 接口与 List 接口相比没有那么多操作方法，比如：

1、List 接口能直接设置或获取某个元素的值，而Set接口不能。

2、List 接口能直接在指定位置删除、增加元素，而Set接口不能。

3、List 接口有 listIterator 方法，可以获得 ListIterator 对象，而 Set 接口不能。Set 只能通过 iterator 迭代的方式获取元素。

对比一下Set接口和Collection接口就知道，其实Set接口仅仅对Collection所有方法进行继承而已，而自己没有扩展任何方法，Set接口与Collection接口一样，都是15个方法。

Set不允许包含相同的元素，如果试图把两个相同元素加入同一个集合中，add方法返回false。这里说的相同元素指的是用 equals() 方法比价后返回 true，当然了如果用 == 也返回true，那肯定也是相同的。

二、HashSet实现类

HashSet 实现类与 Set 接口在方法上的唯一区别就是 HashSet 多了一个clone()方法。

hashSet 有以下特点：

· 不能保证元素的排列顺序，顺序有可能发生变化

· 不是同步的

· 集合元素可以是 null，但只能放入一个 null

一般操作 HashSet 还是调用 Collection 的 add / remove 等方法进行操作

package com.chanshuyi.collection.set;

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

public class HashSetTest {

    public static void main(String[] args) {
        //增加
        Set<String> hashSet = new HashSet<String>();
        hashSet.add("1");
        hashSet.add("2");
        hashSet.add("3");
        hashSet.add("4");
        hashSet.add("5");

        //删除
        hashSet.remove("1");

        //查询  无法获取某个元素
        System.out.println("是否包含1元素：" + hashSet.contains("2"));

        //迭代
        Iterator<String> it = hashSet.iterator();
        while(it.hasNext()){
            System.out.print(it.next() + " ");
        }
    }
}

当向 HashSet 结合中存入一个元素时，HashSet 会调用该对象的 hashCode() 方法来得到该对象的hashCode值，然后根据 hashCode值来决定该对象在 HashSet 中存储位置。根据这种方式可以看出，HashSet 的数据存取其实是通过哈希算法实现的，因为通过哈希算法可以极大的提高数据的读取速度。通过阅读 JDK 源码，我们知道 HashSet 是通过 HashMap 实现的，只不过是HashSet 的 value 上的值都是 null 而已。

简单的说，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hashCode() 方法返回值相等。

注意，如果要把一个对象放入 HashSet 中，重写该对象对应类的 equals() 方法，也应该重写其 hashCode() 方法。其规则是如果两个对 象通过equals方法比较返回true时，其hashCode也应该相同。另外，对象中用作equals比较标准的属性，都应该用来计算hashCode的值。

三、LinkedHashSet实现类

LinkedHashSet类继承了HashSet类，实现了Set接口。其操作方法也是跟HashSet一样，全部来自于Set接口，一共有15个方法。

LinkedHashSet 集合同样是根据元素的 hashCode 值来决定元素的存储位置，但是它同时使用链表维护元素的次序。

这样使得元素看起来像是以插入顺序保存的，也就是说，当遍历该集合时候，LinkedHashSet将会以元素的添加顺序访问集合的元素。

LinkedHashSet 在迭代访问 Set 中的全部元素时，性能比 HashSet 好，但是插入时性能稍微逊色于HashSet（因为 HashSet 直接采用哈希算法，而 LinkedHashSet 还需要维护链表结构）。

package com.chanshuyi.collection.set;

import java.util.LinkedHashSet;

public class LinkedHashSetTest {

    public static void main(String[] args) {
        //增加
        LinkedHashSet<String> linkedSet = new LinkedHashSet<String>();
        linkedSet.add("1");
        linkedSet.add("2");
        linkedSet.add("3");
        linkedSet.add("4");

        //删除
        linkedSet.remove("2");

        //查询    无法获取某个确定元素,没有get()方法
        System.out.println("是否包含元素4：" + linkedSet.contains("4"));

        for(String num : linkedSet){
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
}

四、TreeSet实现类

TreeSet 是 SortedSet 接口的唯一实现类，TreeSet 可以确保集合元素处于排序状态，这也是 TreeSet最大的特征之一。

TreeSet支持两种排序方式，自然排序和定制排序，其中自然排序为默认的排序方式。向TreeSet中加入的应该是同一个类的对象。插入 TreeSet 中的对象使用一个外部比较器或者对象实现排序接口。

1、JavaBean中实现Comparable接口的compareTo()方法

自然排序使用要排序元素的 CompareTo（Object obj）方法来比较元素之间大小关系，然后将元素按照升序排列。

Java提供了一个 Comparable 接口，该接口里定义了一个 compareTo(Object obj) 方法，该方法返回一个整数值，实现了该接口的对象就可以比较大小。

obj1.compareTo(obj2) 方法如果返回 0，则说明被比较的两个对象相等，如果返回一个正数，则表明obj1大于obj2，如果是 负数，则表明obj1小于obj2。

如果我们将两个对象的equals方法总是返回true，则这两个对象的 compareTo 方法返回应该返回0

package com.chanshuyi.collection.set;

import java.util.TreeSet;

/**
 * 构造JavaBean并实现Comparable接口的compareTo方法
 * @author Administrator
 */
public class TreeSetTest2 {

    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Student> treeSet = new TreeSet<Student>();
        treeSet.add(new Student("Tpple", 12));
        treeSet.add(new Student("Tpple", 10));

        for(Student s : treeSet){
            System.out.println(s);
        }
    }
}

class Student implements Comparable<Student>{
    private String name;

    private int age;

    public Student(String name, int age) {
        super();
        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) {
        if(this.age > s.getAge()){
            return 1;    //按照自然排序
        }else if(this.age == s.getAge()){
            return 0;
        }else{
            return -1;
        }
    }

    public String toString(){
        return "[" + this.name + "," + this.age + "]";
    }
}

2、构建自定义比较器（实现Comparator接口）

自然排序是根据集合元素的大小，以升序排列，如果要定制排序，应该使用Comparator接口，实现 int compare(T o1,T o2)方法

package com.chanshuyi.collection.set;

import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;

public class TreeSetTest3 {

    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Student> treeSet = new TreeSet<Student>(new MyComparator());
        treeSet.add(new Student("Tpple", 12));
        treeSet.add(new Student("Tpple", 10));

        for(Student s : treeSet){
            System.out.println(s);
        }
    }
}

class MyComparator implements Comparator<Student>{

    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        if(o1.getAge() > o2.getAge()){
            return 1;
        }else if(o1.getAge() == o2.getAge()){
            return 0;
        }else{
            return -1;
        }
    }
}