Set接口中定义了一些Set常见的操作，与Collection接口中定义的方法差不多。AbstractSet抽象类中只实现了equals()、hashCode()和removeAll()方法，非常简单，有兴趣的读者可以自己去查看。
1、HashSet
HashSet类的特点：能够快速定位集合中的元素、集合中的元素无序（这里所谓的无序并不是完全无序，只是不像List集合按对象的插入顺序保存对象）。
有了HashMap的实现，则HashSet的实现非常简单，只需要将Set中的元素做为Map中的key值来保存即可。
public class HashSet<E> extends AbstractSet<E> implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable{
private transient HashMap<E,Object> map; // 使用map的key来保存Set元素
private static final Object PRESENT = new Object();// 值为一个Object对象
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
/**
* Constructs a new set containing the elements in the specified
* collection. The HashMap is created with default load factor
* (0.75) and an initial capacity sufficient to contain the elements in
* the specified collection.
*/
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
addAll(c);
}
// 省略其他构造函数
}
public Iterator<E> iterator() { // 循环HashMap中的key值
return map.keySet().iterator();
}
public boolean contains(Object o) { // 查找HashMap中的key值
return map.containsKey(o);
}
public boolean add(E e) { // key为Set中要添加的元素，值为一个空的Object对象
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
由HashSet类实现的Set集合中的对象必须是惟一的，因此需要添加到由HashSet类实现的Set集合中的对象，需要重新实现equals()方法，从而保证插入集合中对象的标识的惟一性。
由HashSet类实现的Set集合的排列方式为按照哈希码排序，根据对象的哈希码确定对象的存储位置，因此需要添加到由HashSet类实现的Set集合中的对象，还需要重新实现hashCode()方法，从而保证插入集合中的对象能够合理地分布在集合中，以便于快速定位集合中的对象。
public class Person{
private String name;
private long id_card;
public Person(String name,long id_card){
this.name = name;
this.id_card = id_card;
}
public long getId_card(){
return id_card;
}
public void setId_card(long id_card){
this.id_card = id_card;
}
public String getName(){
return name;
}
public void setName(String name){
this.name = name;
}
public int hashCode(){//重新实现hashCode()方法
final int PRIME = 31;
int result = 1;
result = PRIME*result+(int)(id_card^(id_card>>>32));
result = PRIME*result+((name ==null)?0:name.hashCode());
return result;
}
public boolean equals(Object obj){//重新实现equals()方法
if(this == obj){
return true;
}
if(obj == null){
return false;
}
if(getClass()!=obj.getClass()){
return false;
}
final Person other = (Person)obj;
if(id_card!=other.id_card){
return false;
}
if(name == null){
if(other.name != null){
return false;
}
}
else if(!name.equals(other.name)){
return false;
}
return true;
}
}
编写测试程序：
public class TestSet{
public static void main(String args[]){
Set<Person> hashSet = new HashSet<Person>();
hashSet.add(new Person("马先生",22015));
hashSet.add(new Person("李小姐",22018));
hashSet.add(new Person("李先生",22020));
Iterator<Person> it = hashSet.iterator();
while(it.hasNext()){
Person person = it.next();
System.out.println(person.getName()+" "+person.getId_card());
}
}
}程序的运行结果如下：
李小姐 22018
李先生 22020
马先生 22015
如果既想保留HashSet类快速定位集合中对象的优点，又想让集合中的对象按插入的顺序保存，可以通过HashSet类的子类LinkedHashSet实现Set集合。
2、Linked HashSet
LinkedHashSet，顾名思义，就是在Hash的实现上添加了Linked的支持。对于LinkedHashSet，在每个节点上通过一个链表串联起来，这样，就可以保证确定的顺序。对于希望有常量复杂度的高效存取性能要求、同时又要求排序的情况下，可以直接使用LinkedHashSet。
它实现了Set接口。存入Set的每个元素必须是唯一的，因为Set不保存重复元素。但是Set接口不保证维护元素的次序。LinkedHashSet具有HashSet的查询速度，且内部使用链表维护元素的顺序（插入的顺序），于是在使用迭代器便利Set时，结果会按元素插入的次序显示。
在HashSet中有一个构造方法，如下：
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
} 这个构造函数是包访问权限，且底层使用LinkedHashMap来实现，所以LinkedHashSet是通过调用这个构造函数来获取实例而保持元素的插入顺序的，源代码如下：
public class LinkedHashSet<E> extends HashSet<E> implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = -2851667679971038690L;
public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
super(initialCapacity, loadFactor, true);
}
public LinkedHashSet(int initialCapacity) {
super(initialCapacity, .75f, true);
}
public LinkedHashSet() {
super(16, .75f, true);
}
public LinkedHashSet(Collection<? extends E> c) {
super(Math.max(2*c.size(), 11), .75f, true);
addAll(c);
}
}
继续编写上一个测试程序，将
Set<Person> hashSet = new HashSet<Person>();改为
Set<Person> hashSet = new LinkedHashSet<Person>();后，输出结果发现，和插入的顺序一致。
3、TreeSet
TreeSet类不仅实现了Set接口，还实现了java.util.SortedSet接口，从而保证在遍历集合时按照递增的顺序获得对象。遍历对象时可能是按照自然顺序递增排列，因此存入用TreeSet类实现的Set集合的对象必须实现Comparable接口；也可能是按照指定比较器递增排序，即可以通过比较器对用TreeSet类实现的Set集合中的对象进行排序。
下面先看 TreeSet 类的部分源代码：
public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E> implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable{
// 使用 NavigableMap 的 key 来保存 Set 集合的元素
private transient NavigableMap<E,Object> m;
// 使用一个 PRESENT 作为 Map 集合的所有 value
private static final Object PRESENT = new Object();
//----------构造函数-------------------------------
// 包访问权限的构造器，以指定的 NavigableMap 对象创建 Set 集合
TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {
this.m = m;
}
// 以自然排序方式创建
public TreeSet() {
this(new TreeMap<E,Object>());
}
// 以指定的排序方式创建
public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
this(new TreeMap<>(comparator));
}
public TreeSet(Collection<? extends E> c) {
this(); // 调用无参的默认构造器
addAll(c); // 添加Collection中已有的元素
}
// 以SortedSet为基础创建TreeSet
public TreeSet(SortedSet<E> s) {
this(s.comparator());
addAll(s);
}
}
提供了获取部分元素的方法如下：
public NavigableSet<E> subSet(E fromElement, boolean fromInclusive,E toElement, boolean toInclusive) {
return new TreeSet<>(m.subMap(fromElement, fromInclusive,toElement, toInclusive));
}
public NavigableSet<E> headSet(E toElement, boolean inclusive) {
return new TreeSet<>(m.headMap(toElement, inclusive));
}
public NavigableSet<E> tailSet(E fromElement, boolean inclusive) {
return new TreeSet<>(m.tailMap(fromElement, inclusive));
}
public SortedSet<E> subSet(E fromElement, E toElement) {
return subSet(fromElement, true, toElement, false);
}
public SortedSet<E> headSet(E toElement) {
return headSet(toElement, false);
}
public SortedSet<E> tailSet(E fromElement) {
return tailSet(fromElement, true);
}
从如上的几个构造器可以看出，其实底层还是通过TreeMap来实现的。
public class Person implements Comparable{
private String name;
private long id_card;
public Person(String name,long id_card){
this.name = name;
this.id_card = id_card;
}
public String getName(){
return name;
}
public void setName(String name){
this.name = name;
}
public long getId_card(){
return id_card;
}
public void setId_card(long id_card){
this.id_card = id_card;
}
public int compareTo(Object o){//默认按编号升序排序
Person person = (Person)o;
int result = id_card>person.id_card?1:(id_card==person.id_card?0:-1);
return result;
}
}
public class TestSet{
public static void main(String args[]){
TreeSet<Person> treeSet = new TreeSet<Person>();
Person p1 = new Person("马先生",22015);
Person p2 = new Person("李先生",22016);
Person p3 = new Person("王小姐",22018);
Person p4 = new Person("尹先生",22020);
Person p5 = new Person("王先生",22012);
treeSet.add(p1);
treeSet.add(p2);
treeSet.add(p3);
treeSet.add(p4);
treeSet.add(p5);
System.out.println("初始化的集合:");
Iterator<Person> it = treeSet.iterator();
while(it.hasNext()){
Person p = it.next();
System.out.println(p.getId_card()+" "+p.getName());
}
System.out.println("截取前面部分得到的集合：");
it = treeSet.headSet(p1).iterator();
while(it.hasNext()){
Person p = it.next();
System.out.println(p.getId_card()+" "+p.getName());
}
System.out.println("截取中间部分得到的集合：");
it = treeSet.subSet(p1,p3).iterator();
while(it.hasNext()){
Person p = it.next();
System.out.println(p.getId_card()+" "+p.getName());
}
System.out.println("截取后面部分得到的集合：");
it = treeSet.tailSet(p3).iterator();
while(it.hasNext()){
Person p = it.next();
System.out.println(p.getId_card()+" "+p.getName());
}
}
}
程序的运行结果如下：
初始化的集合:
22012 王先生
22015 马先生
22016 李先生
22018 王小姐
22020 尹先生
截取前面部分得到的集合：
22012 王先生
截取中间部分得到的集合：
22015 马先生
22016 李先生
截取后面部分得到的集合：
22018 王小姐
22020 尹先生
在使用由TreeSet类实现的Set集合时，也可以通过单独的比较器对集合中的对象进行排序。
比较器既可以作为一个单独的类，也可以作为对应类的内部类，本例中移内部类的形式实现比较器。
import java.util.Comparator;
public class Person implements Comparable{
private String name;
private long id_card;
public Person(String name,long id_card){
this.name = name;
this.id_card = id_card;
}
public String getName(){
return name;
}
public void setName(String name){
this.name = name;
}
public long getId_card(){
return id_card;
}
public void setId_card(long id_card){
this.id_card = id_card;
}
public int compareTo(Object o){//默认按编号升序排序
Person person = (Person)o;
int result = id_card>person.id_card?1:(id_card==person.id_card?0:-1);
return result;
}
static class PersonComparator implements Comparator{
public static final int NAME = 1;
public static final int ID_CARD = 2;
private int orderByColumn = 1;//默认为按姓名排序
public static final boolean ASC = true;
public static final boolean DESC = false;
private boolean orderByMode = true;//默认为按升序排序
public int compare(Object o1,Object o2){//实现Comparator接口的方法
Person p1 = (Person)o1;
Person p2 = (Person)o2;
int result = 0;//默认的判断结果为两个对象相等
switch(orderByColumn){//判断排序条件
case 1:
String s1 = CnToSpell.getFullSpell(p1.getName());
String s2 = CnToSpell.getFullSpell(p2.getName());
if(orderByMode){//升序
result = s1.compareTo(s2);
}
else{//降序
result = s2.compareTo(s1);
}
break;
case 2:
if(orderByMode){//升序
result = (int)(p1.getId_card()-p2.getId_card());
}
else{//降序
result = (int)(p2.getId_card()-p1.getId_card());
}
break;
}
return result;
}
public void orderByColumn(int orderByColumn){//用来设置排序条件
this.orderByColumn = orderByColumn;
}
public void orderByMode(boolean orderByMode){//用来设置排序方式
this.orderByMode = orderByMode;
}
}
}
import java.util.*;
public class TestSet{
public static void main(String args[]){
TreeSet<Person> treeSet1 = new TreeSet<Person>();
Person p1 = new Person("马先生",22015);
Person p2 = new Person("李先生",22016);
Person p3 = new Person("王小姐",22018);
treeSet1.add(p1);
treeSet1.add(p2);
treeSet1.add(p3);
System.out.println("客户化排序前，默认按编号升序排序：");
//新创建一个Set集合，不进行客户化排序，默认按编号升序排序
TreeSet<Person> treeSet2 = new TreeSet<Person>(treeSet1);//通过构造函数初始化集合
Iterator<Person> it1 = treeSet2.iterator();
while(it1.hasNext()){
Person p = it1.next();
System.out.println(p.getId_card()+" "+p.getName());
}
System.out.println("客户化排序后，按编号降序排序：");
//新创建一个Set集合，进行客户化排序，客户化排序方式为按编号降序排序
Person.PersonComparator pc = new Person.PersonComparator();//创建比较器（内部类）的实例
pc.orderByColumn(Person.PersonComparator.ID_CARD);//设置排序依据的属性
pc.orderByMode(Person.PersonComparator.DESC);//设置排序方式
TreeSet<Person> treeSet3 = new TreeSet<Person>(pc);//必须通过构造函数设置比较器
treeSet3.addAll(treeSet1);//初始化集合
Iterator<Person> it2 = treeSet3.iterator();
while(it2.hasNext()){
Person p = it2.next();
System.out.println(p.getId_card()+" "+p.getName());
}
}
}程序的运行结果如下：
客户化排序前，默认按编号升序排序：
22015 马先生
22016 李先生
22018 王小姐
客户化排序后，按编号降序排序：
22018 王小姐
22016 李先生
22015 马先生