Java中的集合框架-Collection(二)

时间:2021-10-08 05:47:16

  上一篇《Java中的集合框架-Collection(一)》把Java集合框架中的Collection与List及其常用实现类的功能大致记录了一下,本篇接着记录Collection的另一个子接口Set及其实现类。

一,Collection子接口Set

  Set接口与List接口同时是Collection接口的子接口,但两者区别还是很大的。

  首先,Set里的方法与Collection里的方法完全一样;

  其次,Set是无序的,即Set的存储与取出顺序可能不一致;演示如下:

     private static void function_demo9() {
Set set = new HashSet();
set.add(7);
set.add(4);
set.add(3);
Iterator it = set.iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
}
  程序运行结果:
        Java中的集合框架-Collection(二)
  可见Set存储的顺序与取出的顺序是不一致的,但是可以看到,其实Set采用了某种方式进行默认的排序,这一点在后面会说。
  最后,Set里的元素不可重复;演示如下:
     private static void function_demo9() {
Set set = new HashSet();
set.add(7);
set.add(4);
set.add(3);
set.add(3);
Iterator it = set.iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
}

  程序运行结果:

        Java中的集合框架-Collection(二)

  可见Set里存储相同的元素时不能被放到容器里。

二,Set常用实现类

  Set接口也有很多的实现类,比较常用的也有三个:HashSet,TreeSet,LinkedHashSet,我们再次完善一下Collection接口的类图,如下:

          Java中的集合框架-Collection(二)

  1,Set常用实现类-HashSet

    HashSet实现了Set接口,它是非同步,不保证顺序的一个集合,查看源码可知,其实HashSet内部维护的是一个HashMap,只是value值的是一个Object对象而已。

    HashSet使用hash算法存储数据,在存储的时候,先去判断hashcode是否相同,若相同的情况下再去判断对象的内容是否相同;

    在判断hashcode是否相同的时候用的是hashcode方法,在判断内容是否相同的时候用的是equals方法;

    若hashcode不同则不必再去判断对象内容即不会再调用equals方法;

    看下面一个例子,HashSet里存储自定义的对象类型

 public class Person {
public Person(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
} private String name; 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;
} private int age;
}
     private static void function_demo10() {
HashSet hs = new HashSet();
hs.add(new Person("张三", 32));
hs.add(new Person("李四", 12));
hs.add(new Person("赵五", 12));
hs.add(new Person("马七", 56));
hs.add(new Person("马七", 56));
for (Iterator iterator = hs.iterator(); iterator.hasNext();) {
System.out.println(((Person)iterator.next()).getName());
}
}

    程序运行结果:

          Java中的集合框架-Collection(二)

    我们知道,Set里是不可以存储重复的元素的,但为何上面可以存储两个“马七”?

  分析一下,我们存储对象的时候用的是new Person()的方式,前面说过,HashSet在存储的时候先会去判断每个对象的hashcode是否相同,那么每次new出来的Person对象的hashcode值肯定是不相同的,所以HashSet直接就判断这两个对象不是同一个对象但存储进去了,若想完成这个去除重复的存储,可以先让Person类重写hashcode方法,修改如下:

 public class Person {
public Person(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
} private String name; 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;
} private int age; @Override
public int hashCode() {
return this.name.hashCode();
}
}

  此时再运行程序便会发现,”马七“还是两个了。其实HashSet在存储元素的时候,会拿两个元素的hashcode去做比较,此时若hashcode相同便去比较两个元素的内容,调用的是该元素的equals方法;若hashcode不同则存储该元素。因为Person重写了hashcode方法,但hashcode方法里我们返回的是当前对象的name的hashcode值;当往HashSet存储Person对象时,存储第二个”马七“时hashcode值还是一样的,便会去调用对象的equals方法,但是equals方法比较的是堆里的地址,两个对象在堆里的地址是不一样的,所以判定还是两个不同的对象,所以还是出来了两个”马七“。为了解决这个问题,我们再把Person类的equals方法重写一下,代码如下:

 public class Person {
public Person(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
} private String name; 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;
} private int age; @Override
public int hashCode() {
return this.name.hashCode();
} @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;
} }

    此时再运行程序,发现只有一个”马七“了。

  2,Set常用类-LinkedHashSet

    LinkedHashSet继承自HashSet,不同步;

    LinkedHashSet与HashSet的区别是它内部数据结构是双向链表的形式,它能保证存储的顺序与取出的顺序是一致的;

    LinkedHashSet里面所有的方法都是从HashSet继承而来的,这里演示一下它有HashSet的区别,如下:

     private static void function_demo12() {
HashSet hs = new HashSet();
hs.add(1);
hs.add(6);
hs.add(2);
hs.add(4);
hs.add(3);
System.out.println("HashSet存取不一致:"+hs);
LinkedHashSet lhs = new LinkedHashSet();
lhs.add(1);
lhs.add(6);
lhs.add(2);
lhs.add(4);
lhs.add(3);
System.out.println("LinkedHashSet存取一致:"+lhs);
}

  3,Set常用类-TreeSet

    TreeSet内部其实是TreeMap的形式, 是二叉树的数据结构,它是非同步的;

    TreeSet可对存储的元素按照自然顺序进行排序;

     private static void function_demo13() {
TreeSet ts = new TreeSet();
ts.add("1");
ts.add("4");
ts.add("2");
ts.add("3");
ts.add("abc");
ts.add("zzd");
ts.add("adef");
ts.add("mnjuk");
ts.add("aaac");
System.out.println(ts);
}
    程序运行结果:
          Java中的集合框架-Collection(二)
    但是当TreeSet存储自定义对象时,演示如下(Person类还是上面的Person类):
     private static void function_demo14() {
TreeSet ts = new TreeSet();
ts.add(new Person("张三", 32));
ts.add(new Person("李四", 12));
ts.add(new Person("赵五", 12));
ts.add(new Person("马七", 56));
ts.add(new Person("马七", 56));
}

    程序运行x结果:

               Java中的集合框架-Collection(二)

  报错说Person类不能转成Comparable。原因就是当往TreeSet存储元素的时候,因为TreeSet会使用二叉树算法对元素进行排序,它会找比较的依据进行存储,那么这个被存储的对象就要具备比较的功能,这个具备比较功能的接口就是Comoparable;那么存储字符串的时候为什么没报错呢?原因是String已经实现了Comparable接口,具备了比较的功能,下面我们让Person类实现这个接口,代码如下:

 public class Person implements Comparable {
public Person(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
} private String name; 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;
} private int age; @Override
public int compareTo(Object o) {
return 0;
} }

    Comparable接口强行对实现它的类的对象的元素进行整体的排序,它里面只有一个compareTo方法,此方法返回0表示相等,负数表示小于,正数表示大于,此时程序运行结果如下:

                  Java中的集合框架-Collection(二)

   可以看到,我们往TreeSet里添加了五个元素,但是此时只添加了一个Person对象进去,出现这样问题的原因就是我们在重写了Comparable里的compareTo方法后直接返回了0,它说明添加的所有的元素都是同一个元素,所以只添加一个元素到了容器中,我们再次修改Person对象里的coompareTo方法,代码如下:

 public class Person implements Comparable {
public Person(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
} private String name; 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;
} private int age; @Override
public int compareTo(Object o) {
Person person = null;
if (o instanceof Person) {
person = (Person) o;
}
return this.getName().hashCode() - person.getName().hashCode();
} }

  此时程序运行结果是:        Java中的集合框架-Collection(二)

  四个元素添加成功了,并且没有重复的元素。

  TreeSet在存储自定义对象的时候,还有另外一种不去让对象实现Comparable接口而可以进行排序的方法,那就是在实例化TreeSet的时候,调用带比较器Comparator的构造函数;

  Comparator接口有两个方法,一个compare,另一个是equals方法;操作如下:

  实现了Comparator接口的自定义比较器对象代码:

 public class MyComparator implements Comparator {

     @Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
Person p1 = (Person) o1;
Person p2 = (Person) o2;
return p1.getName().hashCode() - p2.getName().hashCode();
} }

    主程序代码如下:

     private static void function_demo15() {
TreeSet ts = new TreeSet(new MyComparator());
ts.add(new Person("张三", 32));
ts.add(new Person("李四", 12));
ts.add(new Person("赵五", 12));
ts.add(new Person("马七", 56));
ts.add(new Person("马七", 56));
System.out.println(ts);
}

    程序运结果和让Person类实现Comparable接口的结果是一样的