Java集合Set接口详解——含源码分析

时间：2023-02-22 17:12:09

前言

前几天我们看了​​Java集合List接口详解——含源码分析​​，今天我们看一个数据一个数据存储的另一个接口——Set。

Set

前面我们说List最大的特点是：​​有序，不唯一​​，而set是：​​无序，唯一​​，无序不是随机，我们后面来通过实现类来看他这俩个特点，还有与list差距比较大的地方是set​​没有与索引相关的方法​​，在ArrayList中我们说过，没有索引，就不能用普通for循环来进行遍历。

HashSet

import java.util.HashSet;

public  class text1 {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<>();
        hashSet.add(1);
        hashSet.add(2);
        hashSet.add(2);//唯一性的体现

        hashSet.add(3);
        hashSet.add(4);
        System.out.println(hashSet);
    }
}

Java集合Set接口详解——含源码分析

很好的体现了唯一性，但是有小伙伴可能要说，这不是有序的吗？ 其实这是hash内部的存储，与查找，在我的实验中，短数据，有序的Integer类型确实会产生这种情况（具体我们后文再说，hh），但是我们看下面的代码，即可知道hashset的无序性（存入，与取出的顺序不确定）。

import java.util.HashSet;

public  class text1 {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<String > hashSet = new HashSet<>();
        hashSet.add("aaa");
        hashSet.add("adbab");
        hashSet.add("abdb");
        hashSet.add("abw");
        System.out.println(hashSet);
    }
}

下面，我们来存取自定义数据类型，​​Student对象，存入他们的学号和姓名​​

import java.util.HashSet;

public  class text1 {
    public static class  Student{
        private int    id;
        private String name;

        public Student(int i, String s) {
            this.id = i;
            this.name = s;
        }

        public  void setId(int id){
            this.id = id;
        }
        public int getId(){
            return id;
        }
        public void setName(String name){
            this.name = name;
        }
        public String getName(){
            return name;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "Student{" +
                    "id=" + id +
                    ", name='" + name + '\'' +
                    '}';
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Student> hashSet = new HashSet<>();
        hashSet.add(new Student(1,"ymm"));
        hashSet.add(new Student(1,"ymm"));
        hashSet.add(new Student(2,"yxc"));
        hashSet.add(new Student(3,"hh"));
        System.out.println(hashSet);
    }
}

Java集合Set接口详解——含源码分析

hh，这块hashset又可以重复了？

hashset如何进行存取：

  1. 集合中存入数据
  2. 要访问的时候，调用对应的hashcode方法来计算哈希值
  3. 通过哈希值和一个**表达式（我们是不知道的）**计算所对应的值在数组中存放的位置 19便不会被放入。

最后要求：数组+链表=哈希表，重要的方法，也可以说是要满足hashset集合，就要重写hashcode和equals

重写hashcode和equals

@Override
        public boolean equals(Object o) {
            if (this == o) return true;
            if (!(o instanceof Student)) return false;
            Student student = (Student) o;
            return getId() == student.getId() && getName().equals(student.getName());
        }

        @Override
        public int hashCode() {
            return Objects.hash(getId(), getName());
        }

Java集合Set接口详解——含源码分析

LinkedHashSet

如果我们想要元素有序，可以使用LinkedHashSet，底层是一个链表，这个链表的作用就是将放入的元素串在一起，方便有序的遍历特点：有序（按照输入顺序进行输出），唯一

LinkedHashSet<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<>();
        linkedHashSet.add("aa");
        linkedHashSet.add("bbc");
        linkedHashSet.add("aabsb");
        linkedHashSet.add("sjfjdakl");
        System.out.println(linkedHashSet);

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treeset

上面我们说hashset是无序（输入顺序和输出顺序不一致），linkedhashset（输入顺序和输出顺序一致），那么treeset就比较牛逼了，直接输出的时候就帮你排好序（底层是一个红黑树（特殊的二叉查找树）），但是在这个之前，我们先来看一下，比较器这个概念：

比较器

  1. 相同数据类型的比较这个没什么好说的，我们直接来看代码：
public int compareTo(String anotherString) {
        byte v1[] = value;
        byte v2[] = anotherString.value;
        if (coder() == anotherString.coder()) {
            return isLatin1() ? StringLatin1.compareTo(v1, v2)
                              : StringUTF16.compareTo(v1, v2);
        }
        return isLatin1() ? StringLatin1.compareToUTF16(v1, v2)
                          : StringUTF16.compareToLatin1(v1, v2);
     }

上述代码是String内部的比较方法，我们一起来读一下，首先是按照位数进行比较，如果位数相同按照字典序进行一个比较，还是比较简单的

  1. 比较自定义的数据类型上面我们看到，相同的数据类型，基本上系统都集成了比较的接口和方法，那么我们自定义的数据类型怎么进行比较呢？是否可以像上面的一样，直接自己写一个比较方法，hh 
//内部比较器
public class Student implements Comparable<Student> {
    public Student(int id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

    private int id;
    private String name;

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

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student(1,"ymm");
        Student s2 = new Student(2,"yxc");
        System.out.println(s1.compareTo(s2));

    }

    //对方法进行重写
    @Override
    public int compareTo(Student o) {

        //按照id进行比较
//        return this.getId() - o.getId();

        //按照姓名进行比较
        return this.getName().compareTo(o.getName());
    }
}

缺点：要想比较id就要注释姓名，要想比较姓名就要注释id，故引出下面的外部比较器

class BiJiao01 implements Comparator<Student> {
    @Override
    public int compare(Student o1,Student o2){
        return o1.getName().compareTo(o2.getName());
    }
}
class BiJiao02 implements Comparator<Student>{
    @Override
    public int compare(Student o1,Student o2){
        return o1.getId() - o2.getId();
    }
}


class BiJiao03 implements Comparator<Student>{
    @Override
    public int compare(Student o1,Student o2){
        if((o1.getId() - o2.getId()) == 0){
            return ((o1.getName()).compareTo(o2.getName()));
        }else{
            return o1.getId() - o2.getId();
        }
    }
}

由于外部比较器利用了多态，所以可拓展性比较好。

TreeSet特点：唯一，无序（没有按照输入顺序进行输出），有序（按照升序进行遍历）

特殊的二叉搜索树（后面有时间写一篇）：

Java集合Set接口详解——含源码分析

不难看出，在树中放入数据的时候，最重要的事情就是比较，比较的实现： = 0 <0 >0

import java.util.TreeSet;

public class treeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Integer> treeSet = new TreeSet<>();
        treeSet.add(12);
        treeSet.add(3);
        treeSet.add(7);
        System.out.println(treeSet);
    }
}

Java集合Set接口详解——含源码分析

Java集合Set接口详解——含源码分析

底层运用的是Integer内部比较器

自定义比较器来实现Student类的treeSet存取

import java.util.Comparator;

public class Student implements Comparable<Student> {
    public Student(int id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

    private int id;
    private String name;

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

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    //对方法进行重写
    @Override
    public int compareTo(Student o) {

        //按照id进行比较
        return this.getId() - o.getId();

        //按照姓名进行比较
        //return this.getName().compareTo(o.getName());
    }
}



import java.util.TreeSet;
public class treeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Student> treeSet1 = new TreeSet<>();
        treeSet1.add(new Student(1,"ymm"));
        treeSet1.add(new Student(3,"sss"));
        treeSet1.add(new Student(2,"jjj"));
        System.out.println(treeSet1);
    }
}

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外部比较器同理，hh，就像我上面比较器那样，但是在创建类的时候有一点点不一样

public static void main(String[] args){
  Comparator<Student> com = new BiJiao();
  TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>(com);
  //指定了一个外部比较器
}

最后

这里挖一个坑，后面我们来讲一下二叉查找树，hh，挖坑没停止

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