Java中set集合详解

2022-09-23 09:45:55
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set集合框架体系图

set集合介绍

Set接口继承了Collection接口,含有许多常用的方法。

int size();返回集合的长度
boolean isEmpty();判断集合是否为空
boolean contains(Object o);是否包含某个值
boolean add(E e);添加元素
boolean remove(Object o);删除元素

Set接口的存储特点是无序不可重复，可以存放唯一一个null值，Set的常用实现类有HashSet，TreeSet。

Set集合的遍历方式有三种

1.直接打印System.out.println(set);

2.增强for循环遍历

3.迭代器遍历

Set集合的实现类

HashSet

1.HashSet实现了Cloneable, Serializable两个接口。

Cloneable:实现了clone（）方法可以实现克隆功能
Serializable：表示可以被序列化传输。

2.HashSet的底层结构

HashSet的底层是通过HashMap实现

HashMap是通过数组加链表加红黑树实现的。

(1)add()方法

调用Map集合中的put方法。

将要添加的元素作为Map集合中的key，PRESENT作为Map集合中的Value;

PERSENT的值为new Object( );

HashCode相同会发生什么?

产生hash碰撞，hash码相同，则通过key的equals()方法比较值是否相同.

key值不相等：则会在该节点的链表结构上新增一个节点(如果链表长度>=8且数组节点数>=64 链表结构就会转换成红黑树)

key值相等：则用新的value替换旧的value

(2)remove()方法

也调用的是Map集合中的remove方法

(3)contains()方法

由此可见HashSet的底层是借助与HashMap实现的，底层的初始化原理，扩容原理都和HashSet集合相同·

3.HashSet的去重原理

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
             //如果Hash相同并且数值相同直接替换即可
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
                //如果p是一个红黑树结点
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

TreeSet

1.TreeSet是一个有序的集合，它的作用是提供有序的Set集合。它继承了AbstractSet抽象类，实现了NavigableSet，Cloneable，Serializable接。它是非线程安全的，TreeSet是基于TreeMap实现的

TreeMap是通过红黑树实现的

2.TreeSet的基本使用

如果我们像使用HashSet一样使用TreeSet这样是否会报错呢?

答案是报错

如何解决呢?解决办法有两种

解决方法一:(自然排序)、

在Student类中实现Comparable接口，重写compareTo方法即可

解决方法二:定制排序

在创建TreeMap对象时，传入一个Comparator接口，并实现里面的compare方法。

3.TreeSet的构造方法

TreeSet提供了五种构造方法。

(1)无参构造方法，创建一个TreeMap类。

public TreeSet() {
this(new TreeMap<E,Object>());
}

(2)指定TreeSet的比较器

public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
this(new TreeMap<>(comparator));
}

(3)创建一个TreeSet,并将Collection c集合中的元素加入到TreeSet中

public TreeSet(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll©;
}

(4)构造一个包含相同元素并使用与指定排序集相同的顺序的新树集。

public TreeSet(SortedSet s) {
this(s.comparator());
addAll(s);
}

(5)构造一个由指定的可导航地图支持的集合。

TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {
this.m = m;
}

4.TreeSet的去重方法：前面讲到hashSet去重的方法是hashcode和equals方法判断相同则覆盖，TreeSet是通过compareTo方法的返回值来判断是否相同，如果返回值为0则认定是重复元素

5.TreeSet的常用方法

public boolean add(E e) {
return m.put(e, PRESENT)==null;
}`
public boolean remove(Object o) {
return m.remove(o)==PRESENT;
}
public void clear() {
m.clear();
}
m为底层的HashMap集合，

LinkedHashSet

LinkedHashSet是一个哈希表和链表的结合，且是一个双向链表

并且linkedHashSet是一个非线程安全的集合。如果有多个线程同时访问当前linkedhashset集合容器，并且有一个线程对当前容器中的元素做了修改，那么必须要在外部实现同步保证数据的准确性。

LinkedHashSet 底层使用 LinkedHashMap 来保存所有元素，它继承与 HashSet，其所有的方法操作上又与 HashSet 相同