【重学Java】Set集合
Set集合
Set集合概述和特点【应用】
- 无序不可重复
- 没有索引,不能使用普通for循环遍历。可以使用迭代器或者增强foreach语句遍历
TreeSet集合
TreeSet集合概述和特点【应用】
- 无序不可重复
- 没有索引
- 可以将元素按照规则进行排序（特色）
- TreeSet()：根据其元素的自然排序进行排序
- TreeSet(Comparator comparator) ：根据指定的比较器进行排序
TreeSet集合基本使用【应用】
存储Integer类型的整数并遍历
public class TreeSetDemo01 {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>();
//添加元素
ts.add(10);
ts.add(40);
ts.add(30);
ts.add(50);
ts.add(20);
ts.add(30);
//1.遍历集合（增强foreach）
for(Integer i : ts) {
System.out.println(i);
}
System.out.println("===============================");
//2.遍历集合（迭代器）
Iterator<Integer> it = ts.iterator(); //如果不指定迭代器类型为Integer，则next()返回值默认Object类型
while(it.hasNext()){
Integer i = it.next();
System.out.println(i);
}
}
}
自然排序Comparable的使用【应用】
-
案例需求
- 存储学生对象并遍历，创建TreeSet集合使用无参构造方法
- 要求：按照年龄从小到大排序，年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序
-
实现步骤
- 使用空参构造创建TreeSet集合
- 用TreeSet集合存储自定义对象，无参构造方法使用的是自然排序对元素进行排序的
- 自定义的Student类实现Comparable接口
- 自然排序，就是让元素所属的类实现Comparable接口，重写compareTo(T o)方法
- 重写接口中的compareTo方法
- 重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写
- 使用空参构造创建TreeSet集合
-
代码实现
学生类
public class Student implements Comparable<Student>{
private String name;
private int age;
public Student() {
}
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
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;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
@Override
public int compareTo(Student o) {
//按照对象的年龄进行排序
//主要判断条件: 按照年龄从小到大排序
int result = this.age - o.age;
//次要判断条件: 年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序
result = result == 0 ? this.name.compareTo(o.getName()) : result;
return result;
}
}
测试类
public class MyTreeSet2 {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>();
//创建学生对象
Student s1 = new Student("zhangsan",28);
Student s2 = new Student("lisi",27);
Student s3 = new Student("wangwu",29);
Student s4 = new Student("zhaoliu",28);
Student s5 = new Student("qianqi",30);
//把学生添加到集合
ts.add(s1);
ts.add(s2);
ts.add(s3);
ts.add(s4);
ts.add(s5);
//遍历集合
for (Student student : ts) {
System.out.println(student);
}
}
}
比较器排序Comparator的使用【应用】
-
案例需求
- 存储老师对象并遍历，创建TreeSet集合使用带参构造方法
- 要求：按照年龄从小到大排序，年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序
-
实现步骤
- 用TreeSet集合存储自定义对象，带参构造方法使用的是比较器排序对元素进行排序的
- 比较器排序，就是让集合构造方法接收Comparator的实现类对象，重写compare(T o1,T o2)方法。一般使用匿名内部类或者Lambda表达式实现。
- 重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写
-
代码实现
老师类
public class Teacher {
private String name;
private int age;
public Teacher() {
}
public Teacher(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
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;
}
@Override
public String toString() {
return "Teacher{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}
测试类
public class MyTreeSet4 {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象（匿名内部类）
TreeSet<Teacher> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Teacher>() {
@Override
public int compare(Teacher o1, Teacher o2) {
//o1表示现在要存入的那个元素
//o2表示已经存入到集合中的元素
//主要条件
int result = o1.getAge() - o2.getAge();
//次要条件
result = result == 0 ? o1.getName().compareTo(o2.getName()) : result;
return result;
}
//也可使用Lambda表达式实现
/*TreeSet<Teacher> ts = new TreeSet<>((Teacher o1, Teacher o2)-> {
//o1表示现在要存入的那个元素
//o2表示已经存入到集合中的元素
//主要条件
int result = o1.getAge() - o2.getAge();
//次要条件
result = result == 0 ? o1.getName().compareTo(o2.getName()) : result;
return result;
});*/
});
//创建老师对象
Teacher t1 = new Teacher("zhangsan",23);
Teacher t2 = new Teacher("lisi",22);
Teacher t3 = new Teacher("wangwu",24);
Teacher t4 = new Teacher("zhaoliu",24);
//把老师添加到集合
ts.add(t1);
ts.add(t2);
ts.add(t3);
ts.add(t4);
//遍历集合
for (Teacher teacher : ts) {
System.out.println(teacher);
}
}
}
两种比较方式总结【理解】
- 两种比较方式小结
- 自然排序: 自定义类实现Comparable接口,重写compareTo方法,根据返回值进行排序
- 比较器排序: 创建TreeSet对象的时候传递Comparator的实现类对象,重写compare方法,根据返回值进行排序
- 在使用的时候,默认使用自然排序,当自然排序不满足现在的需求时,必须使用比较器排序
- 两种方式中关于返回值的规则
- 如果返回值为负数，表示当前存入的元素是较小值，存左边
- 如果返回值为0，表示当前存入的元素跟集合中元素重复了，不存
- 如果返回值为正数，表示当前存入的元素是较大值，存右边
那么下面解释一下什么算是“自然排序不满足现在的需求”：
自然排序是自定义类实现Comparable接口，但是比如String的底层代码已经把Comparable接口实现了。
String类默认的排序规则是字典序排列，如果我们想要实现按照英文单词长度从短到长排列，而我们又不可能去修改String的底层源码，自然排序就不再满足需求。此时应该考虑比较器排序法。
public static void main(String[] args) {
Set<String> set = new TreeSet<>((String a,String b)->{
return a.length()-b.length();
}); //比较器排序
String a = "ssd";
String b = "z";
String c = "sdfsf";
set.add(a);
set.add(b);
set.add(c);
for (String s : set) {
System.out.println(s);
}
}
输出：
z
ssd
sdfsf
HashSet集合
HashSet集合概述和特点【应用】
- 底层数据结构是哈希表
- 无序不可重复
- 没有索引,不能使用普通for循环遍历。可以使用迭代器或者增强foreach语句
HashSet集合的基本应用【应用】
存储字符串并遍历
public class HashSetDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
HashSet<String> set = new HashSet<String>();
//添加元素
set.add("hello");
set.add("world");
set.add("java");
//不包含重复元素的集合
set.add("world");
//遍历
for(String s : set) {
System.out.println(s);
}
}
}
哈希值【理解】
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哈希值简介
是JDK根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值
-
如何获取哈希值
Object类中的public int hashCode()：返回对象的哈希码值
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哈希值的特点
- 同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的
- 默认情况下，不同对象的哈希值是不同的。而重写hashCode()方法，可以实现让不同对象的哈希值相同
哈希表结构【理解】
哈希表是一个数组和单向链表的结合体。
数组：在查询方面效率很高，随机增删方面效率很低。
单向链表：在随机增删方面效率较高，在查询方面效率很低。
哈希表将以上的两种数据结构融合在一起，充分发挥它们各自的优点。
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JDK1.8以前
数组 + 链表
-
JDK1.8以后
-
节点个数少于等于8个
数组 + 链表
-
节点个数多于8个：链表变成红黑树
数组 + 红黑树
-
节点个数多于8个，之后又小于6个
红黑树变回链表
-
原因分析：
若存储的对象的哈希值相同，则对象会在该哈希值对应的数组元素所对应的链表中进行遍历，同时调用equals方法比较属性值，这就涉及到遍历的效率问题，大量查询，大量插入和删除。虽然ALV树是高度平衡的，所以查找起来肯定比红黑树快，但是红黑树在插入和删除方面的性能就远远不是ALV树所能比的了。所以最终用红黑树来改进哈希表。
HashSet集合存储学生对象并遍历【应用】
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案例需求
- 创建一个存储学生对象的集合，存储多个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合
- 要求：学生对象的成员变量值相同，我们就认为是同一个对象
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代码实现
学生类
public class Student {
private String name;
private int age;
public Student() {
}
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
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;
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Student student = (Student) o;
if (age != student.age) return false;
return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null;
}
@Override
public int hashCode() {
int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
result = 31 * result + age;
return result;
}
}
测试类
public class HashSetDemo02 {
public static void main(String[] args) {
//创建HashSet集合对象
HashSet<Student> hs = new HashSet<Student>();
//创建学生对象
Student s1 = new Student("林青霞", 30);
Student s2 = new Student("张曼玉", 35);
Student s3 = new Student("王祖贤", 33);
Student s4 = new Student("王祖贤", 33);
//把学生添加到集合
hs.add(s1);
hs.add(s2);
hs.add(s3);
hs.add(s4);
//遍历集合(增强for)
for (Student s : hs) {
System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
}
}
}
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总结
HashSet集合存储自定义类型元素,要想实现元素的唯一,要求必须重写hashCode方法和equals方法
