java基础集合类之set

Set也是Collection的一种扩展，而与List不同的时，在Set中的对象元素不能重复。Set的常用具体实现有HashSet和TreeSet类。

一、HashSet和TreeSet类的区别

HashSet能快速定位一个元素，但是你放到HashSet中的对象需要实现hashCode()方法，它使用了哈希码的算法。而TreeSet则将放入其中的元素按序存放，这就要求你放入其中的对象是可排序的，这就用到了集合框架提供的另外两个实用类Comparable和Comparator。一个类是可排序的，它就应该实现Comparable接口。有时多个类具有相同的排序算法，那就不需要在每分别重复定义相同的排序算法，只要实现Comparator接口即可。集合框架中还有两个很实用的公用类：Collections和Arrays。Collections提供了对一个Collection容器进行诸如排序、复制、查找和填充等一些非常有用的方法，Arrays则是对一个数组进行类似的操作。

二、Comparable接口和Comparator接口

在“集合框架”中有两种比较接口：Comparable接口和Comparator接口。像String和Integer等Java内建类实现Comparable接口以提供一定排序方式，但这样只能实现该接口一次。对于那些没有实现Comparable接口的类、或者自定义的类，你可以通过Comparator接口来定义您自己的比较方式。

1.Comparable接口:

int compareTo(Object o): 比较当前实例对象与对象o，如果位于对象o之前，返回负值，如果两个对象在排序中位置相同，则返回0，如果位于对象o后面，则返回正值。
JDK中实现了Comparable接口的类的排序方式

(1)按数字大小排序:BigDecimal,BigInteger,Byte, Double, Float,Integer,Long,Short

(2)按 Unicode 值的数字大小排序:Character

(3)按字符串中字符 Unicode 值排序:String
利用Comparable接口创建您自己的类的排序顺序，需要实现compareTo()方法。通常就是依赖几个数据成员的自然排序。同时类也应该覆盖equals()和hashCode()以确保两个相等的对象返回同一个哈希码。

2.Comparator接口:

若一个类不能用于实现java.lang.Comparable，或者不需要缺省的Comparable行为并想提供自己的排序顺序(可能多种排序方式)，你可以实现Comparator接口，从而定义一个比较器。

(1)int compare(Object o1, Object o2): 对两个对象o1和o2进行比较，如果o1位于o2的前面，则返回负值，如果在排序顺序中认为o1和o2是相同的，返回0，如果o1位于o2的后面，则返回正值
注释:与Comparable相似，0返回值不表示元素相等。一个0返回值只是表示两个对象排在同一位置。由Comparator用户决定如何处理。如果两个不相等的元素比较的结果为零，您首先应该确信那就是您要的结果，然后记录行为。

(2)boolean equals(Object obj): 指示对象obj是否和比较器相等。
注释:该方法覆写Object的equals()方法，检查的是Comparator实现的等同性，不是处于比较状态下的对象。

三、SortedSet接口

1.集合框架提供了个特殊的Set接口：SortedSet，它保持元素的有序顺序。SortedSet接口为集的视图(子集)和它的两端（即头和尾）提供了访问方法。当您处理列表的子集时，更改视图会反映到源集。此外，更改源集也会反映在子集上。发生这种情况的原因在于视图由两端的元素而不是下标元素指定，所以如果您想要一个特殊的高端元素（toElement）在子集中，您必须找到下一个元素。
添加到SortedSet实现类的元素必须实现Comparable接口，否则您必须给它的构造函数提供一个Comparator接口的实现。TreeSet类是它的唯一一份实现。

2.因为集必须包含唯一的项，如果添加元素时比较两个元素导致了0返回值（通过Comparable的compareTo()方法或Comparator 的compare()方法），那么新元素就没有添加进去。如果两个元素相等，那还好。但如果它们不相等的话，您接下来就应该修改比较方法，让比较方法和 equals() 的效果一致。

3.常用函数:

(1) Comparator comparator(): 返回对元素进行排序时使用的比较器，如果使用Comparable接口的compareTo()方法对元素进行比较，则返回null

(2) Object first(): 返回有序集合中第一个(最低)元素

(3) Object last(): 返回有序集合中最后一个(最高)元素

(4)SortedSet subSet(Object fromElement, Object toElement): 返回从fromElement(包括)至toElement(不包括)范围内元素的SortedSet视图(子集)

(5) SortedSet headSet(Object toElement): 返回SortedSet的一个视图，其内各元素皆小于toElement

(6) SortedSet tailSet(Object fromElement): 返回SortedSet的一个视图，其内各元素皆大于或等于fromElement

四、AbstractSet抽象类

AbstractSet类覆盖了Object类的equals()和hashCode()方法，以确保两个相等的集返回相同的哈希码。若两个集大小相等且包含相同元素，则这两个集相等。按定义，集的哈希码是集中元素哈希码的总和。因此，不论集的内部顺序如何，两个相等的集会有相同的哈希码。

五、Set有关类的常用函数

1.HashSet的常用函数：

(1)HashSet(): 构建一个空的哈希集

(2)HashSet(Collection c): 构建一个哈希集，并且添加集合c中所有元素

(3)HashSet(int initialCapacity): 构建一个拥有特定容量的空哈希集

(4)HashSet(int initialCapacity, float loadFactor): 构建一个拥有特定容量和加载因子的空哈希集。LoadFactor是0.0至1.0之间的一个数

2.TreeSet的常用函数：

(1)TreeSet():构建一个空的树集

(2)TreeSet(Collection c): 构建一个树集，并且添加集合c中所有元素

(3)TreeSet(Comparator c): 构建一个树集，并且使用特定的比较器对其元素进行排序

(4)TreeSet(SortedSet s): 构建一个树集，添加有序集合s中所有元素，并且使用与有序集合s相同的比较器排序

3.LinkedHashSet的常用函数

(1) LinkedHashSet(): 构建一个空的链接式哈希集

(2) LinkedHashSet(Collection c): 构建一个链接式哈希集，并且添加集合c中所有元素

(3) LinkedHashSet(int initialCapacity): 构建一个拥有特定容量的空链接式哈希集

(4) LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor): 构建一个拥有特定容量和加载因子的空链接式哈希集。LoadFactor是0.0至1.0之间的一个数

六、Hash表简介

1.Hash表是一种数据结构，用来查找对象。Hash表为每个对象计算出一个整数，称为Hash Code(哈希码)。Hash表是个链接式列表的阵列。每个列表称为一个buckets(哈希表元)。对象位置的计算index = HashCode % buckets (HashCode为对象哈希码，buckets为哈希表元总数)。

2.当你添加元素时，有时你会遇到已经填充了元素的哈希表元，这种情况称为Hash Collisions(哈希冲突)。这时，你必须判断该元素是否已经存在于该哈希表中。

3.如果哈希码是合理地随机分布的，并且哈希表元的数量足够大，那么哈希冲突的数量就会减少。同时，你也可以通过设定一个初始的哈希表元数量来更好地控制哈希表的运行。初始哈希表元的数量为buckets = size * 150% + 1 (size为预期元素的数量)。

如果哈希表中的元素放得太满，就必须进行rehashing(再哈希)。再哈希使哈希表元数增倍，并将原有的对象重新导入新的哈希表元中，而原始的哈希表元被删除。load factor(加载因子)决定何时要对哈希表进行再哈希。在Java编程语言中，加载因子默认值为0.75，默认哈希表元为101。

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