集合（3）—— Set

一、什么是Set？

Set接口是Collection接口的子接口，是一种不允许重复元素的集合。

 

二、HashSet

• HashSet是Set的一个典型实现类，无序，不可重复，允许加入NULL，大多数时候使用Set就是使用这个类，HashSet按照Hash算法来存储元素，因此具备很好的存取和查找性能。
• 其底层其实是一个数组，存在的意义是加快查询速度，我们知道一般的数组，元素在其中的索引位置都是随机的，元素的取值和位置之间没有关联关系，因此，在数组中查找特定的元素时，只能逐个比较，查找速度取决于比较的次数。但是在HashSet底层的数组中，索引和值之间存在确定的关系:index=hash(value),因此通过这个关系可以快速的找到元素或者索引。
• 当在HashSet中存储元素时，首先调用该对象的hashCode(）方法，获取hashCode值，根据这个值，找到对应位置，HashSet中不允许重复，判断方法是：先比较hashCode是否相同，不同就认为是不同对象，相同的话再比较equals方法，根据结果判断。
• 每一个存储到哈希表中的对象，都要提供equals方法和hashCode方法实现，以判断是否是相同对象，对于HashSet，我们应该保证如果两个对象通过equals方法返回true，hashCode值也相同。

三、LinkedHashSet

LinkedHashSet是有序，不允许重复，允许加入NULL的集合。

它也是以HashCode值来决定元素的存储位置，同时还使用了链表来维护元素的顺序，这就使得它按照插入的顺序有序排列。相比Hashset多维护了链表，因此性能略低于HashSet。

四、TreeSet

TreeSet是有序，不允许重复，不允许NULL的集合。底层使用红黑树算法，擅长范围查询。

• 如果使用TreeSet的无参构造器新建一个TreeSet对象，要求存储其中的元素实现Comparable接口，所以在其中不能存入NULL
• 必须存入相同类型的对象(默认会进行排序)，否则会出现类型转换异常！一般使用泛型来进行限制。
• 自然排序：要求被添加的参数对象必须实现Comparable接口，并且覆盖了compareTo(Object obj)方法:

　　如果 this>obj ,返回1，

　　如果 this=obj ,返回0，

　　如果 this<obj ,返回-1。

　　通过该方法定义的规则比较之后，按照升序排列。

• 定制排序:创建TreeSet对象时，传入实现了Compartor接口的实现类，通过compare方法定义的规则进行定制排序（如倒序），要求该实现类的compare方法和equals方法具有一致性，即:compare方法中，两个对象相等时应该return 0。

如下，按照money多少降序排列：

package com.vi.collection.set;

import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;

public class TreeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Man m1 = new Man(1000);
        Man m2 = new Man(2000);
        Man m3 = new Man(3000);
        Man m4 = new Man(2500);
        TreeSet<Man> ts = new TreeSet<>(new Man(0));
        ts.add(m1);
        ts.add(m2);
        ts.add(m3);
        ts.add(m4);
        System.out.println(ts);
    }
}

class Man implements Comparator<Man> {
    double money;

    public int compare(Man m1, Man m2) {
        if (m2.money > m1.money)
            return 1;
        if (m2.money == m1.money)
            return 0;
        return -1;
    }

    public Man(double money) {
        this.money = money;
    }

    public String toString(){
        return money+" ";
    }

}

 五、对以上三种Set进行比较

共同点:

1.都不允许存入重复值

2.都是线程不安全的(解决办法:使用Collections.synchronizedSet()方法)

不同点：

1.TreeSet不允许NULL值，HashSet和LinkedList可以存入空值

2.HashSet是无序的底层采用哈希表算法，查询效率高，通过equals()和hashCode()共同判断对象是否相等，即要求存入的对象重写equals()和hashCode()保持一致性；

LinkedList底层采用了哈希表和链表的结构，既保证了元素的添加顺序，也保证了查询效率，性能略低于HashSet;

TreeSet不保证元素的添加顺序，但是会按照自然排序或定制规则对集合中元素进行排序，底层采用了红黑树算法（树结构比较适合范围查询）。