Java学习 - Set使用

Java Set 用法

Java 的set接口由两种类实现，一种是底层基于散列表的HashSet，另一种是底层基于红黑树的TreeSet。此外,HashSet还有派生类LinkedHashSet。

set代表的是数学上的集合的意思，所以set中的元素不可以重复
所以set中查找是最为重要的操作。

HashSet, LinkedHashSet 以及 TreeSet之间的区别

性能和速度：他们之间的第一个区别来自速度，HashSet 是最快的，LinkedHashSet 在性能方面排第二，或者近乎接近于HashSet，TreeSet稍微慢一些，因为每一次插入元素都需要执行排序操作。TreeSet 对于常见操作如add,remove,contains等能够保证时间复杂度为 O(log(n)) ，而 HashSet 和 LinkedHashSet 对于add，contains，remove等操作提供时间复杂度为常数时间的性能，因为HashSet为给定散列函数在桶中均匀分配元素。

排序性：HashSet 不保证元素的任何顺序，而LinkedHashSet 保持元素的插入顺序，更多的像List接口一样，TreeSet 按照元素实现的比较接口保持元素的顺序。

内部实现：HashSet底层基于一个HashMap实例，LinkedHashSet 基于HashSet和LinkedList实现，TreeSet底层基于NavigableMap接口实现，java中默认用TreeMap实现。

null值：HashSet 和 LinkedHashSet允许null值，但是TreeSet 不支持null值，并且当你向TreeSet中插入null值时会抛出 java.lang.NullPointerException 异常。因为TreeSet应用 compareTo() 方法于各个元素来比较他们，当比较null值时会抛出 NullPointerException异常。

比较（Comparison ）：HashSet 和 LinkedHashSet 用 equals() 方法用于比较，但是TreeSet 用 compareTo() 方法用于维持元素顺序。这就是为什么在java中compareTo()和 equals() 必须保持一致，否则会打破Set接口的一些通用规则，比如可能会允许重复值。

何时用 HashSet, TreeSet 以及 LinkedHashSet

所有三种Set接口实现都可以用于通用的Set操作，比如不允许重复元素，但是三者又都有其独特的特性，所以在特定的环境下可以有更合适的选择。 由于TreeSet保持元素顺序，所以当你需要一个集合保持元素顺序并且不允许重复元素时，可以使用TreeSet；HashSet是通用的Set集合实现，如果你需要一个效率比较快、且不允许重复元素的集合，则可以使用HashSet；LinkedHashSet 是HashSet的扩展，它更适合当你需要保持元素的插入顺序时使用，更像一个不牺牲昂贵性能的List。LinkedHashSet 的另一个用法是用于创建一个已经存在的Set集合的副本，因为LinkedHashSet 保持插入顺序，它返回包含同一顺序的相同元素的集合，更像精确的复制。总之，尽管他们三个都是Set接口的实现，但是他们均有各自独特的特性，HashSet是一个通用功能的Set，而LinkedHashSet 提供元素插入顺序保证，TreeSet是一个SortedSet实现，由Comparator 或者 Comparable指定的元素顺序存储元素。

Set 的使用

创建方式

HashSet<Integer> st = new HashSet<Integer>();

插入元素

st.add(...); 

删除元素

st.remove(...);

存在性判断

st.contains(...); // 返回boolean

判空

st.isEmpty(); // 返回boolean 

容量

st.size(); // 返回逻辑大小