Java开发基础系列(十三)：集合对象(Set接口)

???? @ 作者： 一恍过去

???? @ 主页： /zhuocailing3390

???? @ 社区： Java技术栈交流

???? @ 主题： Java开发基础系列(十三)：集合对象(Set接口)

⏱️ @ 创作时间： 2023年07月27日

目录

• Set 接口的实现类
• • HashSet
  • LinkedHashSet
  • TreeSet

Set 接口的实现类

• HashSet: 基于哈希表实现的集合，不保证元素的顺序。
• LinkedHashSet: 基于哈希表和双向链表实现的集合，保持元素插入顺序。
• TreeSet: 基于红黑树实现的有序集合，按照元素的自然排序或指定的比较器排序。

HashSet

HashSet 是 Java 集合框架中 Set 接口的一个实现类，它基于哈希表数据结构实现，用于存储一组不重复的元素。HashSet 主要用于快速查找和去重，它不保证元素的顺序，即不按照插入的顺序进行存储。

HashSet 是 Java 中常用的集合类，适用于需要快速查找和去重的场景。由于其基于哈希表的实现，查找元素的效率非常高，但它不保证元素的顺序。如果需要保持插入顺序或对元素进行排序，考虑使用 LinkedHashSet 或 TreeSet。HashSet 适用于需要快速查找和去重的无序集合场景。

优点：

• 去重： HashSet 中不允许重复的元素，因此可以用于去除集合中重复的元素，确保集合中的元素是唯一的。
• 快速查找： HashSet 基于哈希表实现，查找元素的时间复杂度是 O(1)，这使得在大型数据集中快速查找某个元素成为可能。

基础用法：

• 创建 HashSet 对象
  使用无参构造函数可以创建一个空的 HashSet 对象，并使用 add() 方法向集合中添加元素。

  HashSet<String> set = new HashSet<>();
  set.add("AA");
  set.add("BB");
  set.add("CC");
  

• 遍历 HashSet
  HashSet 不支持通过索引访问元素，因为它是无序的，所以一般使用迭代器或增强型 for 循环遍历集合中的所有元素。

  for (String fruit : set) {
      System.out.println(fruit);
  }
  

• 删除元素
  使用 remove() 方法可以从集合中删除指定的元素。

  set.remove("CC"); // 删除元素 "CC"
  

• 获取元素个数
  使用 size() 方法可以获取集合中元素的个数。

  int size = set.size(); // 获取集合中元素的个数
  

• 清空集合
  使用 clear() 方法可以清空集合中的所有元素。

  set.clear(); // 清空集合中的所有元素
  

LinkedHashSet

LinkedHashSet 是 Java 集合框架中 Set 接口的一个实现类，它是 HashSet 的一个子类。LinkedHashSet 同样用于存储一组不重复的元素，但与 HashSet 不同的是，它保持元素的插入顺序，即按照元素插入的顺序进行存储。LinkedHashSet 通过使用链表和哈希表结合的方式来实现这一特性。

由于其使用链表和哈希表结合的方式，既可以保持元素的插入顺序，又可以在 O(1) 的时间复杂度内进行元素的查找和去重操作。如果需要在集合中保持插入顺序并且不允许重复元素，LinkedHashSet 将是一个很好的选择。

优点：

• 去重： LinkedHashSet 中不允许重复的元素，因此可以用于去除集合中重复的元素，确保集合中的元素是唯一的。
• 保持插入顺序： LinkedHashSet 会保持元素的插入顺序，即按照元素插入的顺序进行存储，这使得在迭代时可以按照插入顺序访问元素。

基础用法：

• 创建 LinkedHashSet 对象
  使用无参构造函数可以创建一个空的 LinkedHashSet 对象，并使用 add() 方法向集合中添加元素。

  LinkedHashSet<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<>();
  linkedHashSet.add("AA");
  linkedHashSet.add("BB");
  linkedHashSet.add("CC");
  

• 遍历 LinkedHashSet
  LinkedHashSet 会保持元素的插入顺序，因此可以使用迭代器或增强型 for 循环按照插入顺序遍历集合中的所有元素。

  for (String fruit : linkedHashSet) {
      System.out.println(fruit);
  }
  

• 删除元素
  使用 remove() 方法可以从集合中删除指定的元素。

  linkedHashSet.remove("CC"); // 删除元素 "CC"
  

• 获取元素个数
  使用 size() 方法可以获取集合中元素的个数。

  int size = linkedHashSet.size(); // 获取集合中元素的个数
  

• 清空集合
  使用 clear() 方法可以清空集合中的所有元素。

  linkedHashSet.clear(); // 清空集合中的所有元素
  

TreeSet

TreeSet 是 Java 集合框架中 Set 接口的一个实现类，它使用红黑树来存储元素。TreeSet 中的元素是有序的，并且不允许重复元素。根据元素的自然顺序或指定的比较器，TreeSet 可以对元素进行自动排序。

TreeSet 是 Java 中常用的集合类，适用于需要排序、去重以及快速查找的场景。它适用于元素需要按照自然顺序或者自定义规则排序的情况。记住，使用 TreeSet 需要确保元素类实现了 Comparable 接口，或者通过比较器进行定制排序，以确保元素可以正确地排序存储。由于红黑树的结构，TreeSet 在查找元素时效率非常高。

优点：

• 排序： TreeSet 会根据元素的自然顺序或指定的比较器对元素进行排序，因此它可以用于按照一定规则对元素进行排序存储。
• 去重： TreeSet 中不允许重复的元素，因此可以用于去除集合中重复的元素，确保集合中的元素是唯一的。
• 快速查找： 红黑树的结构使得查找元素的时间复杂度为 O(log n)，在大型数据集中快速查找某个元素成为可能。

基础用法：

• 创建 TreeSet 对象
  使用无参构造函数可以创建一个空的 TreeSet 对象，并使用 add() 方法向集合中添加元素。

  TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<>();
  treeSet.add("AA");
  treeSet.add("BB");
  treeSet.add("CC");
  

• 自然排序和定制排序
  TreeSet 可以使用元素的自然顺序（如果元素类实现了 Comparable 接口）或者通过自定义的比较器来进行排序。

  // 自然排序：元素类实现 Comparable 接口，并定义 compareTo 方法
  TreeSet<Integer> naturalTreeSet = new TreeSet<>();
  naturalTreeSet.add(5);
  naturalTreeSet.add(2);
  naturalTreeSet.add(8); // 结果：[2, 5, 8]
  
  // 定制排序：使用自定义的比较器 Comparator
  TreeSet<Integer> customTreeSet = new TreeSet<>((a, b) -> b - a); // 降序排序
  customTreeSet.add(5);
  customTreeSet.add(2);
  customTreeSet.add(8); // 结果：[8, 5, 2]
  

• 遍历 TreeSet
  TreeSet 中的元素是有序的，可以使用迭代器或增强型 for 循环按顺序遍历集合中的所有元素。

  for (String fruit : treeSet) {
      System.out.println(fruit);
  }
  

• 删除元素
  使用 remove() 方法可以从集合中删除指定的元素。

  treeSet.remove("CC"); // 删除元素 "CC"
  

• 获取元素个数
  使用 size() 方法可以获取集合中元素的个数。

  int size = treeSet.size(); // 获取集合中元素的个数
  

• 清空集合
  使用 clear() 方法可以清空集合中的所有元素。

  treeSet.clear(); // 清空集合中的所有元素