Java集合-----Set
集合：就像一种容器，可以把多个对象放进该容器中。
Java集合分为：Set、List、Map三种体系。
Set:无序的，不可重复的；
List:有序的，可重复的；
Map:代表有映射关系的集合，Map保存的每一项数据都是key-value对。
注意：Java 5后添加了Queue体系，代表一种队列集合实现。
集合和数组对比：
1.数组一旦初始化，长度不可变；
2.数组无法保存具有映射关系的数据，例如成绩表：语文---79；
3.数组的元素可以是基本类型的值，也可以是对象，而集合只能是保存对象；
Java集合由两个接口派生而出：Collection和Map，这两个是Java集合框架的根接口。
他们包含的子接口和实现类如下图：
1.Collection 接口是List、Set、Queue接口的父接口，定义了如下操作集合元素的方法：
1.1 boolean add(Object o)
向集合里添加一个元素，如果集合对象被添加操作改变则返回true；
1.2 boolean addAll(Collection c)
将指定 collection 中的所有元素都添加到此 collection 中，如果集合对象被添加返回true;
1.3 void clear()
移除此 collection 中的所有元素,将集合长度变为0；
1.4 boolean contains(Object o)
如果此 collection 包含指定的元素，则返回 true。
1.5 boolean containsAll(Collection<?> c)
如果此 collection 包含指定 collection 中的所有元素，则返回 true。
1.6 boolean equals(Object o)
比较此 collection 与指定对象是否相等。
1.7 int hashCode()
返回此 collection 的哈希码值。
1.8 boolean isEmpty()
如果此 collection 不包含元素，则返回 true。
1.9 Iterator<E> iterator()
返回一个Iterator对象，用于遍历集合里的元素；
1.10 boolean remove(Object o)
从此 collection 中移除指定元素的单个实例，如果存在的话返回true;
1.11 boolean removeAll(Collection c)
移除此 collection 中那些也包含在指定 collection 中的所有元素,如果存在的话返回true;
1.12 boolean retainAll(Collection c)
仅保留此 collection 中那些也包含在指定 collection 的元素,如果存在的话返回true;
1.13 int size()
返回此 collection 中的元素个数；
1.14 Object[] toArray()
该方法把集合转换成一个数组，所有的集合元素变成对应的数组元素；
eg:
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.HashSet;
public class CollectionTest {
public static void main(String[] args) {
Collection c = new ArrayList();
// 添加元素
c.add("孙悟空");
c.add(6);
// 输出集合元素个数
System.out.println("c的集合个数为：" + c.size());
// 移除指定元素
c.remove(6);
System.out.println("c的集合个数为：" + c.size());
// 判断集合是否包含某个元素
System.out.println("判断集合是否包含某个元素：" + c.contains("孙悟空"));
c.add("Java EE");
System.out.println("c的集合元素：" + c);
Collection books = new HashSet();
books.add("孙悟空");
books.add("Java讲义");
// c集合是否完全包含books集合
System.out.println("c集合是否完全包含books集合" + c.containsAll(books));
// 用c集合减去books集合里的元素
c.removeAll(books);
System.out.println("c的集合元素：" + c);
// 删除c集合里的所有元素
c.clear();
System.out.println("c的集合元素：" + c);
// books 集合里面只剩下c集合里也包含的元素
books.removeAll(c);
System.out.println("books的集合元素：" + books);
}
}
运行结果：
c的集合个数为：2
c的集合个数为：1
判断集合是否包含某个元素：true
c的集合元素：[孙悟空, Java EE]
c集合是否完全包含books集合false
c的集合元素：[Java EE]
c的集合元素：[]
books的集合元素：[Java讲义, 孙悟空]
2.使用Iterator接口遍历集合元素
Iterator 主要用于遍历Collection集合中的元素，Iterator对象也被称为迭代器。
Iterator 仅用于遍历集合，必须依附于Collection对象。
使用 Iterator 对集合元素进行迭代时,并不是把集合元素本身传给迭代变量，而是把集合元素的值
传给了迭代变量，所以修改迭代变量的值对集合元素本身没有任何影响。
提供的方法：
1.boolean hasNext()如果仍有元素可以迭代，则返回 true。
2.Object next()返回迭代的下一个元素。
3.void remove()删除集合里上一次next方法返回的元素。
eg:
import java.util.Collection;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
public class IteratorTest {
public static void main(String[] args) {
Collection books = new HashSet();
books.add("A书");
books.add("B书");
books.add("C书");
// 获取books集合对应的迭代器
Iterator it = books.iterator();
while (it.hasNext()) {
// it.next()返回的是一个对象类型，需要强制转换
String book = (String) it.next();
System.out.println(book);
if (book.equals("B书")) {
// 从集合中删除上一次next方法返回的元素
it.remove();
}
// book变量赋值，不会改变集合元素本身
book = "C书";
}
System.out.println(books);
}
}
3.使用foreach循环遍历集合元素
比起Iterator更加简洁，同样集合不能被改变。
eg:
import java.util.Collection;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
public class ForeachTest {
public static void main(String[] args) {
Collection books = new HashSet();
books.add("A书");
books.add("B书");
books.add("C书");
for(Object obj:books){
String book=(String)obj;
System.out.println(book);
if(book.equals("B书")){
books.remove(book);
}
}
System.out.println(books);
}
}
4.Set 集合
无序的，不可重复，与Collection基本一样，无提供而外的方法。
4.1 HashSet 类：按hash算法存储集合中的元素，具有很好的存取和存取性能，具有以下特点：
1).不能保证元素的排列顺序，顺序可能和添加顺序不同，也可能发生改变。
2).HashSet不是同步的，多个线程同时对HashSet操作，必须通过代码保证其同步。
3).集合元素可以是null；
HashSet 集合判断两个元素是否相等是同时通过equals()方法和两个对象的hashCode()方法返回值是否相等，
又因为set集合的规则是不能存在相同的元素，所以在重写该对象对应类的equals()方法，则也应该重写hashCode()方法。
eg:
import java.util.HashSet;
// 类A的equals()方法的返回true,但没有重写其hashCode()方法
class A {
public boolean equals(Object obj) {
return true;
}
}
// 类B的hanshCode()方法总是返回1，但是没有重写equals()方法
class B {
public int hashCode() {
return 1;
}
}
// 类C的hashCode()方法返回2，且重写了equals()方法
class C {
public int hashCode() {
return 2;
}
public boolean equals(Object obj) {
return true;
}
}
public class HashSetTest {
public static void main(String[] args) {
HashSet books = new HashSet();
// 分别想books集合中添加两个A对象，两个B对象，两个C对象
books.add(new A());
books.add(new A());
books.add(new B());
books.add(new B());
books.add(new C());
books.add(new C());
System.out.println(books);
}
}
hashCode()方法重写的基本规则
1).程序运行过程中，同一个对象多次调用hashCode()方法应该返回相同的值；
2).当两个对象通过equals()方法比较返回true时，两个对象的hashCode()方法应返回相等值；
3).对象中用作equals()方法比较的标准field,都应该用计算hashCode值。
4.2 LinkedHashSet 类
LinkedHashSet集合也是更加hashCode值来决定元素的存储位置，但他可以保存元素插入的顺序，
也因为要维护元素的插入顺序，因此性能略低于HashSet的性能，但是迭代访问所有元素时有很好的性能。
LinkedHashSet 同样不能出现相同的元素，因为它依然是HashSet.
eg:
import java.util.LinkedHashSet;
public class LinkedHashSetTest {
public static void main(String[] args) {
LinkedHashSet books = new LinkedHashSet();
books.add("A书");
books.add("B书");
System.out.println(books);
books.remove("A书");
books.add("C书");
System.out.println(books);
}
}
运行结果：
[A书, B书]
[B书, C书]
4.3 TreeSet 类
TreeSet可以确保集合元素处于排序状态（元素有序），它除了提供HashSet有的方法外还提供了以下方法：
1).Comparator comparator():如果采用的是定制排序，返回所使用的Comparator;
如果采用自然排序，返回null。
2).Object first() 返回集合中的第一个元素
3).Object last() 返回集合中的最后一个元素
4).Object lower(Object e)返回集合中位于指定元素之前的元素（既小于指定元素的最大元素，参考元素不需要是TreeSet集合里的元素）
5).Object higher(Object e)返回集合中位于指定元素之后的元素（既大于指定元素的最大元素，参考元素不需要是TreeSet集合里的元素）
6).SortedSet subSet(E fromElement, E toElement) )返回此Set的子集合，范围从fromElement（包含）到toElement（不包含）
7).SortedSet headSet(Object toElement)返回小于toElement小的set子集
8).SortedSet tailSet(Object fromElement)返回大于或者等于fromElement的Set子集
eg:
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetTest {
public static void main(String[] args) {
TreeSet nums = new TreeSet();
nums.add(5);
nums.add(2);
nums.add(-1);
nums.add(3);
nums.add(6);
System.out.println(nums);
// 输出集合中第一个元素
System.out.println(nums.first());
// 输入元素中最后一个
System.out.println(nums.last());
// 返回小于4的，不包含4的元素集合
System.out.println(nums.headSet(4));
// 返回大于等于3的元素集合
System.out.println(nums.tailSet(3));
// 返回大于等于1小于4的子集合
System.out.println(nums.subSet(1, 4));
}
}
运行结果：
[-1, 2, 3, 5, 6]
-1
6
[-1, 2, 3]
[3, 5, 6]
4.4 EnumSet 类
EnumSet是一个枚举类设计的集合类，EnumSet中的每个元素都必须是指定枚举类型的枚举值。
EnumSet的集合元素也是有序的，以枚举值在枚举类的定义顺序来决定集合元素的顺序。
EnumSet不允许加入null元素，否则会报错。EnumSet内部以单位向量存储，占用内存小，运行高效，尤其批量操作。
EnumSet提供了如下常用static方法创建对象：
1).allOf(Class<E> elementType)
创建一个指定枚举类里所有包含枚举值的EnumSet集合
2).complementOf(EnumSet<E> s)
创建一个其元素类型与指定枚举 set 相同的枚举 set，最初包含指定 set 中所不包含的此类型的所有元素。
3).copyOf(Collection<E> c)
使用一个普通集合来创建EnumSet集合
4).copyOf(EnumSet<E> s)
创建一个与指定EnumSet具有相同元素类型、相同集合元素的EnumSet集合
5).noneOf(Class<E> elementType)
创建一个具有指定元素类型的空枚举 set。
6).of(E e1, E e2, E e3, E e4, E e5......)
创建一个最初包含指定元素的枚举 set。
7).range(E from, E to)
创建一个包含从frome枚举值到to枚举值方位内的所有枚举值的EunmSet集合
eg:
import java.util.EnumSet;
enum Season {
A, B, C, D;
}
public class EnumSetTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个EnumSet集合，集合元素就是Season枚举类的全部枚举值
EnumSet es1 = EnumSet.allOf(Season.class);
System.out.println(es1);
// 创建一个控计划，只想Season枚举类
EnumSet es2 = EnumSet.noneOf(Season.class);
System.out.println(es2);
// 添加两个元素
es2.add(Season.D);
es2.add(Season.A);
System.out.println(es2);
// 以指定枚举值创建EnumSet集合
EnumSet es3 = EnumSet.of(Season.A, Season.B);
System.out.println(es3);
// 创建从B到D的EnumSet
EnumSet es4 = EnumSet.range(Season.B, Season.D);
System.out.println(es4);
// 创建与es4没有的Season原色的EnumSet
EnumSet es5 = EnumSet.complementOf(es4);
System.out.println(es5);
}
}
运行结果：
[A, B, C, D]
[]
[A, D]
[A, B]
[B, C, D]
[A]
5 各Set实现类性能分析
HashSet 和 TreeSet ，HashSet的整体性能总比TreeSet好，特别是添加和查询操作，只有当一个保持排序的Set时
才使用TreeSet。
LinkedHashSet 和 HashSet ，HashSet的插入和删除略快，但是LinkedHashSet的遍历会比HashSet更快。
EnumSet 是所有set中性能最好的，但它只鞥呢保存同一个枚举类的值作为集合。
set的三个实现类HashSet、TreeSet、EnumSet都是线程不安全的。多个线程访问或操作Set,必须手动保证该Set的同步性.
