Java Set接口及常用實(shí)現(xiàn)類總結(jié)

更新時(shí)間：2023年01月06日 11:33:23 作者：館主阿牛

Collection的另一個(gè)子接口就是Set，他并沒有我們List常用，并且自身也沒有一些額外的方法，全是繼承自Collection中的，因此我們還是簡(jiǎn)單總結(jié)一下，包括他的常用實(shí)現(xiàn)類HashSet、LinkedHashSet、TreeSet的總結(jié)

前言

概述

Set 接口是 Collection 的子接口， set 接口沒有提供額外的方法。
Set 集合不允許包含相同的元素，如果試把兩個(gè)相同的元素加入同一個(gè)
Set 集合中，則添加操作失敗。
Set 判斷兩個(gè)對(duì)象是否相同不是使用 == 運(yùn)算符，而是根據(jù)equals()方法。

Set 無序性與不可重復(fù)性的理解

無序性

不等于隨機(jī)性。

public static void main(String[] args) {
        Set set = new HashSet();
        set.add("aniu");
        set.add(666);
        set.add("yyds");
        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

可以看到，他遍歷輸出的結(jié)果不同于元素添加順序。但千萬不要認(rèn)為這就是無序性，這一點(diǎn)你可以對(duì)比LinkedHashSet，他也是無序的，但他區(qū)別于HashSet,他可以按照添加順訊遍歷Set。因此，這里無序性要從底層存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的角度理解：Set存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在底層數(shù)組中并非按照數(shù)組索引的順序添加，而是根據(jù)數(shù)據(jù)的哈希值。

不可重復(fù)性

保證添加的元素按照equals()判斷時(shí)，不能返回True，即相同的元素只能添加一個(gè)。

需要注意的是，對(duì)于自定義類實(shí)現(xiàn)的對(duì)象，一定要重寫hashcode和equals方法才能保證判斷他們是否相等。

可以看下面這段代碼：

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

/**
 * @Author：Aniu
 * @Date：2023/1/5 17:24
 * @description TODO
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Set set = new HashSet();
        set.add("aniu");
        set.add(666);
        set.add("yyds");
        set.add(new Stu("aniu",21));
        set.add(new Stu("aniu",21));
        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

class Stu{
    String name;
    int age;

    public Stu(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Stu{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (!(o instanceof Stu)) return false;

        Stu stu = (Stu) o;

        if (age != stu.age) return false;
        return name != null ? name.equals(stu.name) : stu.name == null;
    }
    
}

可以發(fā)現(xiàn)我們之只重寫equals是不行的！

重寫hashcode后再看結(jié)果：

@Override
    public int hashCode() {
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }

可以看到成功去掉了自定義對(duì)象的重復(fù)。這個(gè)和Set的底層存儲(chǔ)原理有關(guān)，我們下面會(huì)寫到！

Set 接口常用實(shí)現(xiàn)類

HashSet

作為Set接口的主要實(shí)現(xiàn)類，他是線程不安全的，可以存儲(chǔ)null值！

HashSet中元素的添加過程

我們以HashSet為例，來大概說一下Set元素的添加過程：

我們向 Hashset 中添加元素 a ，首先調(diào)用元素 a 所在類的 hashcode (）方法，計(jì)算元素 a 的哈希值，此哈希值接著通過某種算法計(jì)算出 HashSet 底層數(shù)組中的存放位置（即為：索引位置），判斷數(shù)組此位置上是否已經(jīng)有元素：

1.如果此位置上沒有其他元素，則元素 a 添加成功。

2.如果此位置上有其他元素（或以鏈表形式存在的多個(gè)元素），則比較元素a與元素 b 的 hash 值：

a.如果 hash 值不相同，則元素 a 添加成功。

b.如果 hash 值相同，進(jìn)而需要調(diào)用元素 a 所在類的 equals (）方法：

equals (）返回 true ，元素 a 添加失敗
equaLs (）返回 false ，則元素 a 添加成功。

對(duì)于添加成功的而言，如果通過hash值計(jì)算出的數(shù)組索引相同，則元素 a 與已經(jīng)存在指定索引位置上數(shù)據(jù)以鏈表的方式存儲(chǔ)。

這也就是上面不可重復(fù)性里寫到的，對(duì)于自定義類實(shí)現(xiàn)的對(duì)象，一定要重寫hashcode和equals方法才能保證判斷他們是否相等。

這里源碼就不分析了，因?yàn)?HashSet的底層是HashMap,我們后面會(huì)總結(jié)HashMap的源碼分析！

LinkedHashSet

是HashSet的子類，遍歷其內(nèi)部數(shù)據(jù)時(shí)，可以按照添加的順序遍歷！

public static void main(String[] args) {
        Set set = new LinkedHashSet();
        set.add("aniu");
        set.add(666);
        set.add("yyds");
        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

LinkedHashSet為什么可以按照添加的元素順序來遍歷呢，看下面這張圖就行了：

LinkedHashSet在原有HashSet的基礎(chǔ)上提供了雙向鏈表，保證了便歷時(shí)的順序輸出！

對(duì)于頻繁的便利操作，LinkedHashSet的效率高于HashSet！

TreeSet

可以按照添加的元素的指定屬性進(jìn)行排序，因此，他要求添加的元素是同一數(shù)據(jù)類型！

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Set set = new TreeSet();
        set.add(3);
        set.add(21);
        set.add(15);
        set.add(6);
        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}