Java 中的Set和正好和数学上直观的集(set)的概念是相同的。Set最大的特性就是不允许在其中存放的元素是重复的。根据这个特点,我们就可以使用Set 这个接口来实现前面提到的关于商品种类的存储需求。Set 可以被用来过滤在其他集合中存放的元素,从而得到一个没有包含重复新的集合。
常用方法按照定义,Set 接口继承 Collection 接口,而且它不允许集合中存在重复项。所有原始方法都是现成的,没有引入新方法。具体的 Set 实现类依赖添加的对象的 equals() 方法来检查等同性。
我们简单的描述一下各个方法的作用:
public int size() :返回set中元素的数目,如果set包含的元素数大于Integer.MAX_VALUE,返回Integer.MAX_VALUE
public boolean isEmpty() :如果set中不含元素,返回true
public boolean contains(Object o) :如果set包含指定元素,返回true
public Iterator iterator()
返回set中元素的迭代器
元素返回没有特定的顺序,除非set是提高了该保证的某些类的实例
public Object[] toArray() :返回包含set中所有元素的数组
public Object[] toArray(Object[] a) :返回包含set中所有元素的数组,返回数组的运行时类型是指定数组的运行时类型
public boolean add(Object o) :如果set中不存在指定元素,则向set加入
public boolean remove(Object o) :如果set中存在指定元素,则从set中删除
public boolean removeAll(Collection c) :如果set包含指定集合,则从set中删除指定集合的所有元素
public boolean containsAll(Collection c) :如果set包含指定集合的所有元素,返回true。如果指定集合也是一个set,只有是当前set的子集时,方法返回true
public boolean addAll(Collection c) :如果set中中不存在指定集合的元素,则向set中加入所有元素
public boolean retainAll(Collection c) :只保留set中所含的指定集合的元素(可选操作)。换言之,从set中删除所有指定集合不包含的元素。 如果指定集合也是一个set,那么该操作修改set的效果是使它的值为两个set的交集
public boolean removeAll(Collection c) :如果set包含指定集合,则从set中删除指定集合的所有元素
public void clear() :从set中删除所有元素
“集合框架” 支持 Set 接口两种普通的实现:HashSet 和 TreeSet以及LinkedHashSet。下表中是Set的常用实现类的描述:
简述 实现 操作特性 成员要求
Set 成员不能重复 HashSet 外部无序地遍历成员。 成员可为任意Object子类的对象,但如果覆盖了equals方法,同时注意修改hashCode方法。
TreeSet 外部有序地遍历成员;
附加实现了SortedSet, 支持子集等要求顺序的操作 成员要求实现Comparable接口,或者使用Comparator构造TreeSet。成员一般为同一类型。
LinkedHashSet 外部按成员的插入顺序遍历成员 成员与HashSet成员类似
在更多情况下,您会使用 HashSet 存储重复*的集合。同时HashSet中也是采用了Hash算法的方式进行存取对象元素的。所以添加到 HashSet 的对象对应的类也需要采用恰当方式来实现 hashCode() 方法。虽然大多数系统类覆盖了 Object 中缺省的 hashCode() 实现,但创建您自己的要添加到 HashSet 的类时,别忘了覆盖 hashCode()。
对于Set的使用,我们先以一个简单的例子来说明:
import java.util.*;
public class HashSetDemo {
public static void main(String[] args) {
Set set1 = new HashSet();
if (set1.add("a")) {//添加成功
System.out.println("1 add true");
}
if (set1.add("a")) {//添加失败
System.out.println("2 add true");
}
set1.add("000");//添加对象到Set集合中
set1.add("111");
set1.add("222");
System.out.println("集合set1的大小:"+set1.size());
System.out.println("集合set1的内容:"+set1);
set1.remove("000");//从集合set1中移除掉 "000" 这个对象
System.out.println("集合set1移除 000 后的内容:"+set1);
System.out.println("集合set1中是否包含000 :"+set1.contains("000"));
System.out.println("集合set1中是否包含111 :"+set1.contains("111"));
Set set2=new HashSet();
set2.add("111");
set2.addAll(set1);//将set1 集合中的元素全部都加到set2中
System.out.println("集合set2的内容:"+set2);
set2.clear();//清空集合 set1 中的元素
System.out.println("集合set2是否为空 :"+set2.isEmpty());
Iterator iterator = set1.iterator();//得到一个迭代器
while (iterator.hasNext()) {//遍历
Object element = iterator.next();
System.out.println("iterator = " + element);
}
//将集合set1转化为数组
Object s[]= set1.toArray();
for(int i=0;i<s.length;i++){
System.out.println(s[i]);
}
}
}
程序执行的结果为:
1 add true
集合set1的大小:4
集合set1的内容:[222, a, 000, 111]
集合set1移除 000 后的内容:[222, a, 111]
集合set1中是否包含000 :false
集合set1中是否包含111 :true
集合set2的内容:[222, a, 111]
集合set2是否为空 :true
iterator = 222
iterator = a
iterator = 111
222
a
111
从上面的这个简单的例子中,我们可以发现,Set中的方法与直接使用Collection中的方法一样。唯一需要注意的就是Set中存放的元素不能重复。
我们再看一个例子,来了解一下其它的Set的实现类的特性:
package c08;
import java.util.*;
public class SetSortExample {
public static void main(String args[]) {
Set set1 = new HashSet();
Set set2 = new LinkedHashSet();
for(int i=0;i<5;i++){
//产生一个随机数,并将其放入Set中
int s=(int) (Math.random()*100);
set1.add(new Integer( s));
set2.add(new Integer( s));
System.out.println("第 "+i+" 次随机数产生为:"+s);
}
System.out.println("未排序前HashSet:"+set1);
System.out.println("未排序前LinkedHashSet:"+set2);
//使用TreeSet来对另外的Set进行重构和排序
Set sortedSet = new TreeSet(set1);
System.out.println("排序后 TreeSet :"+sortedSet);
}
}
该程序的一次执行结果为:
第 0 次随机数产生为:96
第 1 次随机数产生为:64
第 2 次随机数产生为:14
第 3 次随机数产生为:95
第 4 次随机数产生为:57
未排序前HashSet:[64, 96, 95, 57, 14]
未排序前LinkedHashSet:[96, 64, 14, 95, 57]
排序后 TreeSet :[14, 57, 64, 95, 96]
从这个例子中,我们可以知道HashSet的元素存放顺序和我们添加进去时候的顺序没有任何关系,而LinkedHashSet 则保持元素的添加顺序。TreeSet则是对我们的Set中的元素进行排序存放。
一般来说,当您要从集合中以有序的方式抽取元素时,TreeSet 实现就会有用处。为了能顺利进行,添加到 TreeSet 的元素必须是可排序的。 而您同样需要对添加到TreeSet中的类对象实现 Comparable 接口的支持。对于Comparable接口的实现,在前一小节的Map中已经简单的介绍了一下。我们暂且假定一棵树知道如何保持 java.lang 包装程序器类元素的有序状态。一般说来,先把元素添加到 HashSet,再把集合转换为 TreeSet 来进行有序遍历会更快。这点和HashMap的使用非常的类似。
其实Set的实现原理是基于Map上面的。通过下面我们对Set的进一步分析大家就能更加清楚的了解这点了。
1.5.3 实现原理
Java中Set的概念和数学中的集合(set)一致,都表示一个集内可以存放的元素是不能重复的。
前面我们会发现,Set中很多实现类和Map中的一些实现类的使用上非常的相似。而且前面再讲解Map的时候,我们也提到:Map中的“键值对”,其中的 “键”是不能重复的。这个和Set中的元素不能重复一致。我们以HashSet为例来分析一下,会发现其实Set利用的就是Map中“键”不能重复的特性来实现的。
先看看HashSet中的有哪些属性:
再结合构造函数来看看:
通过这些方法,我们可以发现,其实HashSet的实现,全部的操作都是基于HashMap来进行的。我们看看是如何通过HashMap来保证我们的HashSet的元素不重复性的:
看到这个操作我们可以发现HashSet的巧妙实现:就是建立一个“键值对”,“键”就是我们要存入的对象,“值”则是一个常量。这样可以确保,我们所需要的存储的信息之是“键”。而“键”在Map中是不能重复的,这就保证了我们存入Set中的所有的元素都不重复。而判断是否添加元素成功,则是通过判断我们向Map中存入的“键值对”是否已经存在,如果存在的话,那么返回值肯定是常量:PRESENT ,表示添加失败。如果不存在,返回值就为null 表示添加成功。
我们再看看其他的方法实现:
了解了这些后,我们就不难理解,为什么HashMap中需要注意的地方,在HashSet中也同样的需要注意。其他的Set的实现类也是差不多的原理。
至此对于Set我们就应该能够比较好的理解了。