Collection子接口：Set接口

1.Set 存储的数据特点：无序的、不可重复的元素
具体的：以HashSet为例说明：
　　1. 无序性：不等于随机性。存储的数据在底层数组中并非照数组索引的顺序添加，而是根据数据的哈希值决定的。
　　2. 不可重复性：保证添加的元素照equals()判断时，不能返回true.即：相同的元素只能添加一个。

2. 元素添加过程：(以HashSet为例)---HashSet底层：数组+链表的结构。（前提：jdk7)
我们向HashSet中添加元素a,首先调用元素a所在类的hashCode()方法，计算元素a的哈希值，此哈希值接着通过某种算法计算出在HashSet底层数组中的存放位置（即为：索引位置，判断数组此位置上是否已经元素：
    如果此位置上没其他元素，则元素a添加成功。 --->情况1
    如果此位置上其他元素b(或以链表形式存在的多个元素，则比较元素a与元素b的hash值：
        如果hash值不相同，则元素a添加成功。--->情况2
        如果hash值相同，进而需要调用元素a所在类的equals()方法：
               equals()返回true,元素a添加失败
               equals()返回false,则元素a添加成功。--->情况3

对于添加成功的情况2和情况3而言：元素a 与已经存在指定索引位置上数据以链表的方式存储。
jdk 7 :元素a放到数组中，指向原来的元素。
jdk 8 :原来的元素在数组中，指向元素a
总结：七上八下

 

3. 常用方法
Set接口中没额外定义新的方法，使用的都是Collection中声明过的方法。

 

4. 常用实现类：
|----Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象
*          |----Set接口：存储无序的、不可重复的数据   -->高中讲的“集合”
*              |----HashSet：作为Set接口的主要实现类；线程不安全的；可以存储null值
*                  |----LinkedHashSet：作为HashSet的子类；遍历其内部数据时，可以按照添加的顺序遍历
*                 在添加数据的同时，每个数据还维护了两个引用，记录此数据前一个数据和后一个数据。                  

　　　　　　　对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet.
*              |----TreeSet：可以照添加对象的指定属性，进行排序。

 

5. 存储对象所在类的要求：
　　HashSet/LinkedHashSet:

要求：向Set(主要指：HashSet、LinkedHashSet)中添加的数据，其所在的类一定要重写hashCode() 和 equals()

为什么一定要重写hashCode() 和 equals()：不全面的理解为默认情况下，hashCode返回的就是对象的存储地址，这样即使相同的对象也会因为不同的内存地址而被加入到Set中，但这违背Set的定义（不可重复）。因此一定要重写hashCode。此外，哈希值相同不一定是相同对象，因为存在碰撞冲突，因此还需要通过equals判断是否对象属性一致。但是不同的哈希值一定对应不同的对象。

要求：重写的hashCode()和equals()尽可能保持一致性：相等的对象必须具有相等的散列码
*    重写两个方法的小技巧：对象中用作 equals() 方法比较的 Field，都应该用来计算 hashCode 值。
*

　　TreeSet:

要求：如果试图把一个对象添加到 TreeSet 时，则该对象的类必须实现 Comparable 接口。
1.自然排序中，比较两个对象是否相同的标准为：compareTo()返回0.
2.定制排序中，比较两个对象是否相同的标准为：compare()返回0. 需要将实现Comparator接口的实例作为形参传递给TreeSet的构造器。

　　向 TreeSet 中添加元素时，只有第一个元素无须比较compareTo()方法，后面添 加的所有元素都会调用compareTo()方法进行比较。

　　因为只有相同类的两个实例才会比较大小，所以向 TreeSet 中添加的应该是同 一个类的对象。

　　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。

　　当需要把一个对象放入 TreeSet 中，重写该对象对应的 equals() 方法时，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) 方法比较应返回 0。 否则，让人难以理解。

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Java比较器的使用背景：

Java中的对象，正常情况下，只能进行比较：==  或  != 。不能使用 > 或 < 的。但是在开发场景中，我们需要对多个对象进行排序，言外之意，就需要比较对象的大小。
　　如何实现？使用两个接口中的任何一个：Comparable 或 Comparator

2.自然排序：使用Comparable接口
　2.1 说明
　　1.像String、包装类等实现了Comparable接口，重写了compareTo(obj)方法，给出了比较两个对象大小的方式。
　　2.像String、包装类重写compareTo()方法以后，进行了从小到大的排列
　3. 重写compareTo(obj)的规则：
    　如果当前对象this大于形参对象obj，则返回正整数，
    　如果当前对象this小于形参对象obj，则返回负整数，
    　如果当前对象this等于形参对象obj，则返回零。
　4. 对于自定义类来说，如果需要排序，我们可以让自定义类实现Comparable接口，重写compareTo(obj)方法。在compareTo(obj)方法中指明如何排序

2.2 自定义类代码举例：
public class Goods implements  Comparable{

    private String name;
    private double price;

    //指明商品比较大小的方式:照价格从低到高排序,再照产品名称从高到低排序
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
//        System.out.println("**************");
        if(o instanceof Goods){
            Goods goods = (Goods)o;
            //方式一：
            if(this.price > goods.price){
                return 1;
            }else if(this.price < goods.price){
                return -1;
            }else{
//                return 0;
               return -this.name.compareTo(goods.name);
            }
            //方式二：
//           return Double.compare(this.price,goods.price);
        }
//        return 0;
        throw new RuntimeException("传入的数据类型不一致！");
    }
// getter、setter、toString()、构造器：省略
}

3.定制排序：使用Comparator接口

　　3.1 说明
　　 1.背景：当元素的类型没实现java.lang.Comparable接口而又不方便修改代码，或者实现了java.lang.Comparable接口的排序规则不适合当前的操作，那么可以考虑使用 Comparator 的对象来排序
　　 2.重写compare(Object o1,Object o2)方法，比较o1和o2的大小：
　　　　如果方法返回正整数，则表示o1大于o2；
　　　　如果返回0，表示相等；
　　　　返回负整数，表示o1小于o2。

　　3.2 代码举例：

Comparator com = new Comparator() {
    //指明商品比较大小的方式:照产品名称从低到高排序,再照价格从高到低排序
    @Override
    public int compare(Object o1, Object o2) {
        if(o1 instanceof Goods && o2 instanceof Goods){
            Goods g1 = (Goods)o1;
            Goods g2 = (Goods)o2;
            if(g1.getName().equals(g2.getName())){
                return -Double.compare(g1.getPrice(),g2.getPrice());
            }else{
                return g1.getName().compareTo(g2.getName());
            }
        }
        throw new RuntimeException("输入的数据类型不一致");
    }
}

使用：

　　Arrays.sort(goods,com);
　　Collections.sort(coll,com);
　　new TreeSet(com);

4. 两种排序方式对比

*    Comparable接口的方式一旦一定，保证Comparable接口实现类的对象在任何位置都可以比较大小。
*    Comparator接口属于临时性的比较。

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6. TreeSet的使用
　　6.1 使用说明:
　　　　1.向TreeSet中添加的数据，要求是相同类的对象。
　　　　2.两种排序方式：自然排序（实现Comparable接口和定制排序（Comparator）

　　6.2 常用的排序方式:

//方式一：自然排序
@Test
    public void test1(){
        TreeSet set = new TreeSet();

        //失败：不能添加不同类的对象
//        set.add(123);
//        set.add(456);
//        set.add("AA");
//        set.add(new User("Tom",12));

            //举例一：
//        set.add(34);
//        set.add(-34);
//        set.add(43);
//        set.add(11);
//        set.add(8);

        //举例二：
        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(new User("Jerry",32));
        set.add(new User("Jim",2));
        set.add(new User("Mike",65));
        set.add(new User("Jack",33));
        set.add(new User("Jack",56));


        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }

    }

//方式二：定制排序
    @Test
    public void test2(){
        Comparator com = new Comparator() {
            //照年龄从小到大排列
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if(o1 instanceof User && o2 instanceof User){
                    User u1 = (User)o1;
                    User u2 = (User)o2;
                    return Integer.compare(u1.getAge(),u2.getAge());
                }else{
                    throw new RuntimeException("输入的数据类型不匹配");
                }
            }
        };

        TreeSet set = new TreeSet(com);
        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(new User("Jerry",32));
        set.add(new User("Jim",2));
        set.add(new User("Mike",65));
        set.add(new User("Mary",33));
        set.add(new User("Jack",33));
        set.add(new User("Jack",56));


        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

package TreeSetTest;

public class User implements Comparable {
    private  String name;
    private  int age;

    public User() {
    }

    public User(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

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


    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if(o instanceof  User){
            User u=(User) o;
            int compare=-this.name.compareTo(u.name); //String、包装类等实现了Comparable接口，重写了compareTo(obj)方法,进行了从小到大的排列
            if(compare!=0){
                return  compare;
            }else{
                return -Integer.compare(u.age,this.age);//对于基本数据类型，采用包装类的compare方法
                //return Integer.valueOf(u.age).compareTo(Integer.valueOf(this.age));
            }
        }
        else {
            throw  new RuntimeException("输入类型不匹配");
        }

    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        System.out.println("equals");
        if(this==obj)
            return  true;
        if(obj==null || getClass()!=obj.getClass()) return false;

        User user=(User) obj;
//        if(this.name.equals(u.name) && this.age==((User) obj).age)
//            return true;
//        else
//            return false;
        if (age != user.age) return false;
        return name != null ? name.equals(user.name) : user.name == null;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int result= name!=null? name.hashCode():0;
        result=31*result+age;
        return  result;
    }
}

参考

参考

 

关于底层实现：