Set集合

Set集合

1、Set集合

  Set接口也是Collection的子接口，Set接口没有提供额外的方法。Set集合支持的遍历方式也和Collection集合一样，使用foreach和Iterator遍历。

  Set集合不允许包含相同的元素，如果试图把两个相同的元素加入同一个Set集合，则添加操作失败，操作失败并不会报错，只是添加不成功而已。Set接口的常用实现类有：HashSet、LinkedHashSet、TreeSet。

1.1 HashSet和LinkedHashSet

  HashSet是Set接口的典型实现类，大多数时候使用Set集合时都会使用这个实现类。

  HashSet和LinkedHashSet按Hash算法来存储集合中的元素，因此具有很好的存取和查找性能。HashSet和LinkedHashSet集合判断两个元素相等的标准是两个对象通过hashCode方法比较，并且两个对象的equals方法返回值也相等。

  LinkedHashSet是HashSet的子类，它在HashSet的基础上，在结点中增加两个属性(before和after)以维护结点的前后添加顺序。LinkedHashSet插入性能略低于HashSet，但在迭代访问Set中的全部元素时有很好的性能。

  示例代码：

  HashSet添加元素的示例代码：

public class HashSetTest {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        set.add("张三");
        set.add("李四");
        set.add("王五");
        set.add("张三");//尝试添加重复元素

        System.out.println("元素个数："+set.size());
        for (Object obj : set) {
            System.out.println(obj);
        }

    }
}

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  LinkedHashSet添加元素的示例代码:

public class LinkedHashSetTest {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashSet<String> set = new LinkedHashSet<>();
        set.add("张三");
        set.add("李四");
        set.add("王五");
        set.add("张三");//尝试添加重复元素

        System.out.println("元素个数："+set.size());
        for (Object obj : set) {
            System.out.println(obj);
        }

    }
}

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  从上面代码的结果中可以看出，HashSet不保证元素的添加顺序，但是LinkedHashSet可以保证元素的添加顺序。无论是HashSet还是LinkedHashSet都不允许添加重复元素。

1.2 案例：员工信息管理

  案例需求：定义一个Employee类，该类包含name、birthday，要求name和恶birthday相等的为同一个员工，其中birthday为MyDate类，包含年、月、日三个属性。尝试重写Employee类的hashCode方法和equals方法。

  MyDate类代码：

import java.util.Objects;

public class MyDate {
    private int year;
    private int month;
    private int day;

    public MyDate(int year, int month, int day) {
        this.year = year;
        this.month = month;
        this.day = day;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "MyDate{" +
                "year=" + year +
                ", month=" + month +
                ", day=" + day +
                '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        MyDate myDate = (MyDate) o;
        return year == myDate.year &&
                month == myDate.month &&
                day == myDate.day;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(year, month, day);
    }
}

  Employee类示例代码：

import java.util.Objects;

public class Employee {
    private String name;//姓名
    private MyDate birthday;//生日

    public Employee(String name, MyDate birthday) {
        this.name = name;
        this.birthday = birthday;
    }

    //重写equals方法-判断姓名和生日是否相等
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Employee employee = (Employee) o;
        return Objects.equals(name, employee.name) &&
                Objects.equals(birthday, employee.birthday);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, birthday);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Employee{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", birthday=" + birthday +
                '}';
    }
}

  测试类示例代码：

import java.util.HashSet;

public class TestEmployee {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Object> set = new HashSet<>();

        set.add(new Employee("张三",new MyDate(1990,1,1)));
        //重复元素无法添加，因为MyDate和Employee重写了hashCode和equals方法
        set.add(new Employee("张三",new MyDate(1990,1,1)));
        set.add(new Employee("李四",new MyDate(1992,2,2)));

        for (Object o : set) {
            System.out.println(o);
        }
    }
}

  代码运行结果：

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1.3 TreeSet

  SortedSet是Set接口的一个子接口，支持排序类Set集合，TreeSet是SortedSet接口的实现类，即TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。

  对象的排序要么是对象本身支持自然排序，即实现java.lang.Compareable接口，要么在创建set集合对象时提供定值排序接口java.util.Comparator的实现类对象。

1.3.1 自然排序

  如果视图把一个对象添加到未指定定制比较器的TreeSet时，则该对象的类必须实现Comparable接口，实现compareTo(Object obj)方法。此时对于TreeSet集合而言，它判断两个对象是否相等的唯一标准是两个对象通过compareTo(Object obj)方法比较返回值为0.

  示例代码：

  元素为String类，String类实现了java.lang.Conparable自然排序接口的示例代码：

import java.util.TreeSet;

public class TreeSetTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Object> set = new TreeSet<>();

        //String它实现了java.lang.Comparable接口
        set.add("zhangsan");
        set.add("lisi");
        set.add("wangwu");
        set.add("zhangsan");

        System.out.println("元素个数："+set.size());
        for (Object o : set) {
            System.out.println(o);
        }
    }
}

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  学生类实现了java.lang.Comparable自然排序接口的示例代码：

public class Student implements Comparable {
    private int id;
    private String name;

    public Student(int id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        Student other=(Student) o;
        return this.id-other.id;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

  测试类示例代码：

public class TreeSetTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Object> set = new TreeSet<>();

        //Student实现了java.lang.Comparable接口
        set.add(new Student(3,"张三"));
        set.add(new Student(1,"李四"));
        set.add(new Student(2,"王五"));
        set.add(new Student(3,"张三凤"));

        System.out.println("元素个数:"+set.size());
        for (Object o : set) {
            System.out.println(o);
        }
    }
}

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  虽然添加到TreeSet时，不使用equals方法，但在Comparable接口的API中有如下提醒：当元素实现java.lang.Comparable接口重写compareTo方法时，也建议重写equals方法，应保证该方法与compareTo(Object obj)方法有一致的结果，如果两个对象通过equals方法比较返回true，则通过compareTo(Object obj)方法比较的返回值为0，否则结果会有点奇怪。

1.3.2 定制排序

  如果放到TreeSet中的元素的自然排序规则不符合当前业务的排序需求，或者元素的类型没有实现Comparable接口，那么在创建TreeSet时，可以单独指定一个定制比较器Comparator的实现类对象。使用定制比较器的TreeSet判断两个元素相等的标准是通过compare(Object o1,Object o2)方法比较两个元素返回了0。

  示例代码：

  Teacher类示例代码：

public class Teacher {
    private int id;
    private String name;

    public Teacher(int id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Teacher{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

  测试类示例代码：

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

public class TreeSetTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Object> set = new TreeSet<>(new Comparator<Object>() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                Teacher t1 = (Teacher) o1;
                Teacher t2 = (Teacher) o2;
                return t1.getId() - t2.getId();
            }
        });

        set.add(new Teacher(3,"张三"));
        set.add(new Teacher(1,"李四"));
        set.add(new Teacher(2,"王五"));
        set.add(new Teacher(3,"张三凤"));
        System.out.println("元素个数:"+set.size());
        for (Object o : set) {
            System.out.println(o);
        }
    }
}

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1.4 案例：企业面试题

  案例需求：通过键盘录入一串字符，去掉其中的重复字符，打印出不同的字符(重复的字符仅保留一份)，必须保证输入顺序。例如，输入baaabbccacddd，打印结果为bacd。

示例代码：

import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Scanner;

public class SetExer {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner input = new Scanner(System.in);

        System.out.println("请输入一串字符：");
        String strings = input.next();

        LinkedHashSet<Object> set = new LinkedHashSet<>();
        char[] chars = strings.toCharArray();
        for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
            set.add(chars[i]);
        }

        String result="";
        for (Object o : set) {
            result+=o;
        }
        System.out.println("result="+result);


    }
}

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