java定义静态set集合_Java集合—Set(转载)

一、HashSet类

HashSet简介

HashSet是Set接口的典型实现&＃xff0c;实现了Set接口中的所有方法&＃xff0c;并没有添加额外的方法&＃xff0c;大多数时候使用Set集合时就是使用这个实现类。HashSet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特点

1.不能保证元素的排列顺序&＃xff0c;顺序可能与添加顺序不同&＃xff0c;顺序也有可能发生变化。

2.HashSet不是同步的&＃xff0c;如果多个线程同时访问一个HashSet&＃xff0c;则必须通过代码来保证其同步。

3.集合元素值可以是null。

除此之外&＃xff0c;HashSet判断两个元素是否相等的标准也是其一大特点。HashSet判断两个元素相等的标准&＃xff1a;两个对象通过equals()方法比较相等&＃xff0c;并且两个对象的hashCode()方法返回值也相等。

写到这里&＃xff0c;我们就要介绍下equals()和hashCode()方法了。

equals()

equals() 的作用是用来判断两个对象是否相等。

equals() 定义在JDK的Object.java中。通过判断两个对象的地址是否相等(即&＃xff0c;是否是同一个对象)来区分它们是否相等。源码如下&＃xff1a;

public booleanequals(Object obj) {return (this &＃61;&＃61;obj);

}

既然Object.java中定义了equals()方法&＃xff0c;这就意味着所有的Java类都实现了equals()方法&＃xff0c;所有的类都可以通过equals()去比较两个对象是否相等。 但是&＃xff0c;使用默认的“equals()”方法&＃xff0c;等价于“&＃61;&＃61;”方法。我们也可以在Object的子类中重写此方法&＃xff0c;自定义“equals()”方法&＃xff0c;在其中定义自己的判断逻辑&＃xff0c;如果满足则返回true&＃xff0c;不满足则返回false。下面我们自定义一个类 Person,并认为年龄&＃xff0c;身高相等的两个Person对象&＃xff0c;equals()方法比较结果相等。

public classPerson {public intage;public intheight;

&＃64;Overridepublic booleanequals(Object obj) {if (this &＃61;&＃61;obj)return true;if (obj &＃61;&＃61; null)return false;if (getClass() !&＃61;obj.getClass())return false;

Person other&＃61;(Person) obj;if (age !&＃61;other.age)return false;if (height !&＃61;other.height)return false;return true;

}

}public classEqualTest {public static voidmain(String[] args){

Person p1&＃61; newPerson();

Person p2&＃61;newPerson();

System.out.println(p1.equals(p2));

}

}

输出结果&＃xff1a;

true

下面根据“类是否覆盖equals()方法”&＃xff0c;将它分为2类。

若某个类没有覆盖equals()方法&＃xff0c;当它的通过equals()比较两个对象时&＃xff0c;实际上是比较两个对象是不是同一个对象&＃xff0c;即两个对象的内存地址是否相同。

我们可以覆盖类的equals()方法&＃xff0c;来让equals()通过其它方式比较两个对象是否相等。通常的做法是&＃xff1a;若两个对象的内容相等&＃xff0c;则equals()方法返回true&＃xff1b;否则&＃xff0c;返回fasle。

hashCode()

hashCode() 的作用是获取哈希码&＃xff0c;也称为散列码&＃xff1b;它实际上是返回一个int整数。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置。

hashCode() 定义在JDK的Object.java中&＃xff0c;这就意味着Java中的任何类都包含有hashCode() 函数。但是&＃xff0c;仅仅当创建包含某个对象的散列表时(通常是HashMap&＃xff0c;Hashtable&＃xff0c;HashSet)&＃xff0c;该类的hashCode() 才有用。

在散列表中&＃xff0c;hashCode()作用是&＃xff1a;在散列表中hashCode() 的作用是获取对象的散列码&＃xff0c;进而确定该对象在散列表中的位置。

hashCode()也分两种情况。一种是Object类中默认的方法&＃xff0c;另一种是在子类中重写的方法。

若某个类没有覆盖hashCode()方法&＃xff0c;当它的通过hashCode()比较两个对象时&＃xff0c;实际上是比较两个对象是不是同一个对象。这时&＃xff0c;等价于通过“&＃61;&＃61;”去比较这两个对象&＃xff0c;即两个对象的内存地址是否相同。

我们可以覆盖类的hashCode()方法&＃xff0c;来让hashCode()通过其它方式比较两个对象是否相等。通常的做法是&＃xff1a;若两个对象的内容相等&＃xff0c;则hashCode()方法返回true&＃xff1b;否则&＃xff0c;返回fasle。

通过对以上两个方法的了解。我们可以接下来学习HashSet集合中如何判断两个元素是否相等&＃xff1f;

HashSet中判断集合元素相等

两个对象比较 具体分为如下四个情况&＃xff1a;

如果有两个元素通过equal()方法比较返回false&＃xff0c;但它们的hashCode()方法返回不相等&＃xff0c;HashSet将会把它们存储在不同的位置。

如果有两个元素通过equal()方法比较返回true&＃xff0c;但它们的hashCode()方法返回不相等&＃xff0c;HashSet将会把它们存储在不同的位置。

如果两个对象通过equals()方法比较不相等&＃xff0c;hashCode()方法比较相等&＃xff0c;HashSet将会把它们存储在相同的位置&＃xff0c;在这个位置以链表式结构来保存多个对象。这是因为当向HashSet集合中存入一个元素时&＃xff0c;HashSet会调用对象的hashCode()方法来得到对象的hashCode值&＃xff0c;然后根据该hashCode值来决定该对象存储在HashSet中存储位置。

如果有两个元素通过equal()方法比较返回true&＃xff0c;但它们的hashCode()方法返回true&＃xff0c;HashSet将不予添加。

HashSet判断两个元素相等的标准&＃xff1a;两个对象通过equals()方法比较相等&＃xff0c;并且两个对象的hashCode()方法返回值也相等。

注意&＃xff1a;HashSet是根据元素的hashCode值来快速定位的&＃xff0c;如果HashSet中两个以上的元素具有相同的hashCode值&＃xff0c;将会导致性能下降。所以如果重写类的equals()方法和hashCode()方法时&＃xff0c;应尽量保证两个对象通过hashCode()方法返回值相等时&＃xff0c;通过equals()方法比较返回true。

LinkedHashSet类

LinkedHashSet是HashSet对的子类&＃xff0c;也是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置&＃xff0c;同时使用链表维护元素的次序&＃xff0c;使得元素是以插入的顺序来保存的。当遍历LinkedHashSet集合里的元素时&＃xff0c;LinkedHashSet将会按元素的添加顺序来访问集合里的元素。但是由于要维护元素的插入顺序&＃xff0c;在性能上略低与HashSet&＃xff0c;但在迭代访问Set里的全部元素时有很好的性能。

注意&＃xff1a;LinkedHashSet依然不允许元素重复&＃xff0c;判断重复标准与HashSet一致。

补充&＃xff1a;HashSet的实质是一个HashMap。HashSet的所有集合元素&＃xff0c;构成了HashMap的key&＃xff0c;其value为一个静态Object对象。因此HashSet的所有性质&＃xff0c;HashMap的key所构成的集合都具备。可以参考后续文章中HashMap的相关内容进行比对。

二、TreeSet类

TreeSet简介

TreeSet是SortedSet接口的实现类&＃xff0c;正如SortedSet名字所暗示的&＃xff0c;TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。此外&＃xff0c;TreeSet还提供了几个额外的方法。

TreeSet的方法

comparator():返回对此 set 中的元素进行排序的比较器&＃xff1b;如果此 set 使用其元素的自然顺序&＃xff0c;则返回null。

first():返回此 set 中当前第一个(最低)元素。

last(): 返回此 set 中当前最后一个(最高)元素。

lower(E e):返回此 set 中严格小于给定元素的最大元素&＃xff1b;如果不存在这样的元素&＃xff0c;则返回 null。

higher(E e):返回此 set 中严格大于给定元素的最小元素&＃xff1b;如果不存在这样的元素&＃xff0c;则返回 null。

subSet(E fromElement, E toElement):返回此 set 的部分视图&＃xff0c;其元素从 fromElement(包括)到 toElement(不包括)。

headSet(E toElement):返回此 set 的部分视图&＃xff0c;其元素小于toElement。

tailSet(E fromElement):返回此 set 的部分视图&＃xff0c;其元素大于等于 fromElement。

TreeSet的排序方式

TreeSet中所谓的有序&＃xff0c;不同于之前所讲的插入顺序&＃xff0c;而是通过集合中元素属性进行排序方式来实现的。

TreeSet支持两种排序方法&＃xff1a;自然排序和定制排序。在默认情况下&＃xff0c;TreeSet采用自然排序。

1.自然排序

在讲自然排序之前&＃xff0c;要先讲一下Comparable接口。

Java提供了一个Comparable接口&＃xff0c;该接口里定义了一个compareTo(Object obj)方法,该方法返回一个整数值&＃xff0c;实现该接口的类必须实现该方法&＃xff0c;实现了该接口的类的对象就可以比较大小了。当一个对象调用该方法与另一个对象比较时&＃xff0c;例如obj1.compareTo(obj2),如果该方法返回0&＃xff0c;则表明两个对象相等&＃xff1b;如果该方法返回一个整数&＃xff0c;则表明obj1大于obj2;如果该方法返回一个负整数&＃xff0c;则表明oj1小于obj2。

TreeSet会调用集合中元素所属类的compareTo(Object obj)方法来比较元素之间的大小关系&＃xff0c;然后将集合元素按升序排列&＃xff0c;即把通过compareTo(Object obj)方法比较后比较大的的往后排。这种方式就是自然排序。

Java的一些常用类已经实现了Comparable接口&＃xff0c;并提供了比较大小的标准。例如&＃xff0c;String按字符串的UNICODE值进行比较&＃xff0c;Integer等所有数值类型对应的包装类按它们的数值大小进行比较。

除了这些已经实现Comparable接口类之外&＃xff0c;如果试图把一个对象添加到TreeSet时&＃xff0c;则该对象的类必须实现Comparable接口&＃xff0c;否则就会出现异常。

注意&＃xff1a;TreeSet中只能添加同一种类型的对象&＃xff0c;否则无法比较&＃xff0c;会出现异常。

TreeSet中判断集合元素相等

对于TreeSet集合而言&＃xff0c;判断两个对象是否相等的唯一标准是&＃xff1a;两个对象通过compareTo(Object obj)方法比较是否返回0——如果通过compareTo(Object obj)方法比较返回0&＃xff0c;TreeSet则会认为它们相等&＃xff0c;不予添加入集合内&＃xff1b;否则就认为它们不相等&＃xff0c;添加到集合内。

TreeSet是根据红黑树结构找到集合元素的存储位置。

2.定制排序

TreeSet的自然排序是根据集合元素中compareTo(Object obj)比较的大小&＃xff0c;以升序排列。而定制排序是通过Comparator接口的帮助。该接口包含一个int compare(T o1,T o2)方法&＃xff0c;该方法用于比较o1,o2的大小&＃xff1a;如果该方法返回正整数&＃xff0c;则表明o1大于o2&＃xff1b;如果该方法返回0&＃xff0c;则表明o1等于o2;如果该方法返回负整数&＃xff0c;则表明o1小于o2。

如果要实现定制排序&＃xff0c;则需要在创建TreeSet时&＃xff0c;调用一个带参构造器&＃xff0c;传入Comparator对象。并有该Comparator对象负责集合元素的排序逻辑&＃xff0c;集合元素可以不必实现Comparable接口。下面具体演示一下这种用法&＃xff1a;

public static voidmain(String[] args){

Person p1&＃61; newPerson();

p1.age&＃61;20;

Person p2&＃61;newPerson();

p2.age&＃61; 30;

Comparator comparator &＃61; new Comparator() {

&＃64;Overridepublic intcompare(Person o1, Person o2) {//年龄越小的排在越后面

if(o1.age

}else if(o1.age>o2.age){return -1;

}else{return 0;

}

}

};

TreeSet set &＃61; new TreeSet(comparator);

set.add(p1);

set.add(p2);

System.out.println(set);

}

[Person[age&＃61;30], Person[age&＃61;20]]

总结&＃xff1a;无论使用自然排序还是定制排序&＃xff0c;都可以通过自定义比较逻辑实现各种各样的排序方式。

注意:如果向TreeSet中添加了一个可变对象后&＃xff0c;并且后面程序修改了该可变对象的实例变量&＃xff0c;这将导致它与其他对象的大小顺序发生了改变&＃xff0c;但TreeSet不会再次调整它们。下面程序演示这一现象&＃xff1a;

TreeSet set &＃61; new TreeSet();

Person p1&＃61; newPerson();

p1.setAge(10);

Person p2&＃61;newPerson();

p2.setAge(30);

Person p3&＃61;newPerson();

p3.setAge(40);

set.add(p1);

set.add(p2);

set.add(p3);

System.out.println("初始年龄排序");

System.out.println(set);//p1的年龄修改成50 最大

p1.age &＃61; 60;

System.out.println("修改p1年龄后集合排序");

System.out.println(set);

p2.age&＃61; 40;

System.out.println("修改p2年龄后集合排序");

System.out.println(set);

Person p4&＃61; new Person();

其中Person实现Comparable接口&＃xff0c;将Person对象按照年龄从小到大升序排列。

输出结果&＃xff1a;

初始年龄排序

[Person[age&＃61;10], Person[age&＃61;30], Person[age&＃61;40]]

修改p1年龄后集合排序

[Person[age&＃61;60], Person[age&＃61;30], Person[age&＃61;40]]

修改p2年龄后集合排序

[Person[age&＃61;60], Person[age&＃61;40], Person[age&＃61;40]]

可以看到并没有发生变化&＃xff0c;而且如果修改后进行元素删除操作可能会不成功&＃xff0c;具体比较复杂。总之&＃xff0c;推荐不要修改放入TreeSet集合中元素的关键实例变量。

补充&＃xff1a;TreeSet也是非线程安全的。

三、EnumSet类

EnumSet简介

EnumSet是一个专为枚举类设计的集合类&＃xff0c;EnumSet中的所有元素都必须是指定枚举类型的枚举值&＃xff0c;该枚举类型在创建EnumSet时显示或隐式地指定。EnumSet的集合元素也是有序的&＃xff0c;EnumSet以枚举值在EnumSet类内的定义顺序来决定集合元素的顺序。

EnumSet特点

1.EnumSet集合不允许加入null元素。EnumSet中的所有元素都必须是指定枚举类型的枚举值。

2.EnumSet类没有暴露任何构造器来创建该类的实例&＃xff0c;程序应该通过它提供的类方法来创建EnumSet对象。

EnumSet没有其他额外增加的方法&＃xff0c;只是增加了一些创建EnumSet对象的方法。

EnumSet创建对象的方法

补充&＃xff1a;EnumSet 也是非线程安全的。

四、HashSet、TreeSet和EnumSet的性能对比

EnumSet内部以位向量的形式存储&＃xff0c;结构紧凑、高效&＃xff0c;且只存储枚举类的枚举值&＃xff0c;所以最高效。

HashSet以hash算法进行位置存储&＃xff0c;特别适合用于添加、查询操作。

LinkedHashSet由于要维护链表&＃xff0c;性能比HashSet差点&＃xff0c;但是有了链表&＃xff0c;LinkedHashSet更适合于插入、删除以及遍历操作。

TreeSet需要额外的红黑树算法来维护集合的次序&＃xff0c;性能最次。

但是具体使用要考虑具体的使用场景:

当需要一个特定排序的集合时&＃xff0c;使用TreeSet集合。

当需要保存枚举类的枚举值时&＃xff0c;使用EnumSet集合。

当经常使用添加、查询操作时&＃xff0c;使用HashSet。

当经常插入排序或使用删除、插入及遍历操作时&＃xff0c;使用LinkedHashSet。