JAVA基礎——集合框架（三）Set集合，HashSet ，LinkedSet，TreeSet集合的介紹及原理-有解無憂

一、 Set集合概述及特點

因為Set集合的API方法和Collection集合一模一樣，故沒有沒有它的特殊的方法，
所以我們只要學它的兩個子類，一個HashSet和另外一個TreeSet

二、 HashSet存盤字串并遍歷

實作Set介面，由哈希表（實際是一個hashmap物件）支持，它不保證set的迭代順序；特別是它不保證該順序恒久不變，此類允許下使用null元素，
案例：

HashSet<String> hashSet =new HashSet<String>();
		 boolean b1 = hashSet.add("a");
		 boolean b2= hashSet.add("a");
		 boolean b3= hashSet.add("b");
		 System.out.println(b1);			
		 System.out.println(b2);
		 System.out.println(b3);
		 System.out.println(hashSet);				
//HashSet的繼承體系中有重寫toString方法
		 for (String string : hashSet) {
			System.out.println(string);				
//只要使用那個迭代器迭代，那么就可以使用foreach回圈
}

　　效果如下：

tips：Set集合無索引，不可以重復，無序（存盤不一致）它的繼承系統中有toString方法，故不需要書寫toString()方法，

三、 HashSet存盤自定義物件

存盤自定義物件，并保證元素唯一性，
例：
注意因為set集合不保證元素的有序性，所以每次存盤都是無序的

HashSet<Person> hashSet =new HashSet<Person>();
		hashSet.add(new Person("張三",12));
		hashSet.add(new Person("張三",12));
		hashSet.add(new Person("李四",13));
		hashSet.add(new Person("李四",13));
		hashSet.add(new Person("李四",13));
		System.out.println(hashSet);

　　效果如下：

當我們重寫equals方法，使我們出現的姓名和年齡相同就表示存盤人物相同，但是在Set集合中我們并不能用equals方法進行判斷，而是先要設定hasCode的值，

@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		Person person =(Person)obj;
		return this.name.equals(person.name) &&this.age ==person.age;
	}
	@Override
	public int hashCode() {
		// TODO Auto-generated method stub
		
		return 10;
	}

　　當hasCode回傳值相同時，說明我們記憶體中的存盤的某類物件會處在相同位置，然后才會呼叫equals方法，使用equas方法進行判斷如果我們的姓名和年齡相同則回傳true，不進行物件存盤，如果回傳false，則會采用筒狀式，將物件存盤起來，如圖所示：
但是為了保證程式的效率，我們盡可能的保證hasCode不相同，然后再執行equals方法，當然如果屬性值相同的化，那么它的hasCode的值必然是相同的，屬性不相同的回傳值盡可能不同，Eclipse等編譯器可以自動幫我們生成代碼塊，快捷鍵：ctrl+shifts +h 即可生成，并且我們勾選判斷的屬性，畫圖如下：

@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if (this == obj)
			return true;
		if (obj == null)
			return false;
		if (getClass() != obj.getClass())
			return false;
		Person other = (Person) obj;
		if (age != other.age)
			return false;
		if (name == null) {
			if (other.name != null)
				return false;
		} else if (!name.equals(other.name))
			return false;
		return true;
	}
	@Override
	public int hashCode() {
		final int prime = 31;
		int result = 1;
		result = prime * result + age;
		result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
		return result;
	}

注意該處為什么prime是31？
好處：31是一個質數，質數是能被1和自己本身整除的數，并且31不大也不小，

四、 HashSet如何保證元素唯一性的原理

1.HashSet原理（重點）

我們使用Set集合都是需要去掉重復元素的, 如果在存盤的時候逐個equals()比較, 效率較低,哈希演算法提高了去重復的效率, 降低了使用equals()方法的次數
當HashSet呼叫add()方法存盤物件的時候, 先呼叫物件的hashCode()方法得到一個哈希值, 然后在集合中查找是否有哈希值相同的物件
如果沒有哈希值相同的物件就直接存入集合
如果有哈希值相同的物件, 就和哈希值相同的物件逐個進行equals()比較,比較結果為false就存入, true則不存

2.將自定義類的物件存入HashSet去重復

類中必須重寫hashCode()和equals()方法
hashCode(): 屬性相同的物件回傳值必須相同, 屬性不同的回傳值盡量不同(提高效率)
equals(): 屬性相同回傳true, 屬性不同回傳false,回傳false的時候存盤，

五、 LinkedHashSet的概述和使用

LinkedHashSet概述：

它的底層是鏈表實作的，是set集合中唯一一個能保證怎么存就怎么取的集合，（因為它是鏈表實作，可以記錄前后繼的地址值，）
它是HashSet的子類，所以可以保證元素是唯一的，與HashSet原理一樣，
LinkedHashSet的特點：可以保證怎么存就怎么取，意思就是你是怎么放進去的就可以怎么取出來

LinkedHashSet<String> linkedHashSet =new LinkedHashSet<String>();
		linkedHashSet.add("a");
		linkedHashSet.add("a");
		linkedHashSet.add("a");
		linkedHashSet.add("b");
		linkedHashSet.add("b");
		linkedHashSet.add("c");
		linkedHashSet.add("d");
		
		System.out.println(linkedHashSet);

　　效果如下：

六、 TreeSet存盤Integer型別的元素并遍歷

TreeSet是用來對元素進行排序的，并且它也是不存盤相同資料的，

TreeSet<Integer> treeSet =new TreeSet<Integer>();
	treeSet.add(1);
	treeSet.add(1);
	treeSet.add(3);
	treeSet.add(3);
	treeSet.add(2);
	treeSet.add(2);
	treeSet.add(4);
	System.out.println(treeSet);

　　效果如下：

七、 TreeSet存盤自定義物件

當我們單純的去存盤物件的時候，會進行報錯，因為物件不能用來做比較，所以我們需要給我們bean類添加介面方法，

public class Person implements Comparable<Person>{
	private String name;
	private int 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;
	}
	
	public Person(String name, int age) {
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	@Override
	public String toString() {
		return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
	}
	@Override
	public int compareTo(Person o) {
		// TODO Auto-generated method stub
		
		return 1;
	}
}

TreeSet部分　　

TreeSet<Person> treeSet =new TreeSet<Person>();
	treeSet.add(new Person("張三",12));
	treeSet.add(new Person("李四",12));
	treeSet.add(new Person("王五",13));
	treeSet.add(new Person("趙六",14));
	System.out.println(treeSet);

效果如下：　　

注意：CompareTo方法的回傳值：
如果return回傳的數是正數，集合就是怎么存怎么取，
如果return回傳的數是負數，集合就是倒序存盤，
如果return回傳的數是0，集合中就存在一元素，

八、 TreeSet保證元素唯一和自然排序的原理

當我們按照年齡進行排序

書寫Bean包中的Person物體類

@Override
	public int compareTo(Person o) {
		// TODO Auto-generated method stub
		return this.age -o.age;
	}

TreeSet<Person> treeSet =new TreeSet<Person>();
	treeSet.add(new Person("張三",12));
	treeSet.add(new Person("李四",22));
	treeSet.add(new Person("周七",24));
	treeSet.add(new Person("王五",10));
	treeSet.add(new Person("趙六",24));
	System.out.println(treeSet);

　　原理如下：

效果如下：

此時我們會發現，少一個趙六的元素，很簡單，因為我們只進行了年齡判斷，所以后面存盤的年齡相同的元素不會被存盤進來，
如果我們進行升級：按照年齡進行排序

@Override
	public int compareTo(Person o) {
		// TODO Auto-generated method stub
		int num =this.age -o.age;
		return num == 0? this.name.compareTo(o.name):num;
	}

該方法會進行完整的排序，

九、TreeSet存盤自定義物件并遍歷練習1(按照姓名排序)

@Override
	public int compareTo(Person o) {
		int num = this.name.compareTo(o.name); 		
		//按照姓名排序
		return num== 0? this.age -o.age :num;		
		//年齡是次要條件
	}

TreeSet<Person> treeSet =new TreeSet<Person>();
treeSet.add(new Person("李四",22));
treeSet.add(new Person("張三",12));
treeSet.add(new Person("周七",24));
treeSet.add(new Person("王五",10));
treeSet.add(new Person("趙六",24));
System.out.println(treeSet);

效果如下：

十、 TreeSet存盤自定義物件并遍歷練習2(按照姓名的長度排序)

	@Override
	public int compareTo(Person o) {
		// TODO Auto-generated method stub
		int length =this.name.length() - o.name.length();	
		//比較姓名長度
		int num =length == 0 ?this.name.compareTo(o.name):length;
		//完全有一種可能，名字長度一樣，內容是不一樣的
		return num==0? this.age -o.age:num;		
		//完全有一種可能，姓名和長度均相同
	}

十一、 TreeSet保證元素唯一和比較器排序的原理

TreeSet（Collection <? super E> comparator）：構造一個新的空TreeSet，他根據指定比較器進行排序
需求：將字串按照長度排序

TreeSet<String> treeSet =new TreeSet<String>(new CompareByLen());			
//Comparator c = new CompareByLen();
	treeSet.add("aaaaaaaaaa");
	treeSet.add("z");
	treeSet.add("wc");
	treeSet.add("nba");
	treeSet.add("cba");
	System.out.println(treeSet);

　　新建一個類

class CompareByLen  implements Comparator<String>{
	@Override
	public int compare(String s1, String s2) {		
//按照字串的長度比較
		// TODO Auto-generated method stub			
		int num = s1.length() -s2.length();			
//長度為主要條件
		return num==0? s1.compareTo(s2): num ;		
//內容為次要條件
	}
	
}

效果如下：

原理如下：

依次從左邊就先取出，如果沒有的話就取出其右邊，

十二、 TreeSet原理

1.特點
TreeSet是用來排序的, 可以指定一個順序, 物件存入之后會按照指定的順序排列
2.使用方式

a.自然順序(Comparable)

TreeSet類的add()方法中會把存入的物件提升為Comparable型別
呼叫物件的compareTo()方法和集合中的物件比較
根據compareTo()方法回傳的結果進行存盤

b.比較器順序(Comparator)

創建TreeSet的時候可以制定一個Comparator
如果傳入了Comparator的子類物件, 那么TreeSet就會按照比較器中的順序排序
add()方法內部會自動呼叫Comparator介面中compare()方法排序
呼叫的物件是compare方法的第一個引數,集合中的物件是compare方法的第二個引數

c.兩種方式的區別

TreeSet建構式什么都不傳, 默認按照類中Comparable的順序(沒有就報錯ClassCastException)
TreeSet如果傳入Comparator, 就優先按照Comparator

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