Java集合框架：Set（HashSet,LinkedHashSet,TreeSet）

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Set概述

Set几乎都是内部用一个Map来实现, 因为Map里的KeySet就是一个Set，而value是假值，全部使用同一个Object。Set的特征也继承了那些内部Map实现的特征。

HashSet

1. 定义

package java.util;
public class HashSet<E>extends AbstractSet<E>implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{private transient HashMap<E,Object> map;private static final Object PRESENT = new Object();public HashSet() {map = new HashMap<>();}
//其余省略
}

2. 概述

HashSet是基于HashMap来实现的，操作很简单，更像是对HashMap做了一次“封装”，而且只使用了HashMap的key来实现各种特性，而HashMap的value始终都是PRESENT。
HashSet不允许重复（HashMap的key不允许重复，如果出现重复就覆盖），允许null值，非线程安全。
罗列几个主要方法：

public Iterator<E> iterator() {return map.keySet().iterator();}public int size() {return map.size();}public boolean isEmpty() {return map.isEmpty();}public boolean contains(Object o) {return map.containsKey(o);}public boolean add(E e) {return map.put(e, PRESENT)==null;}public boolean remove(Object o) {return map.remove(o)==PRESENT;}public void clear() {map.clear();}

3. 使用

案例1：

     Set<String> set = new HashSet<>();set.add("s2");set.add("s3");set.add("s4");set.add("s2");set.add("s5");set.add("s1");set.add(null);set.add("s21");set.add("sw2");set.add("s2");for(String i:set)System.out.println(i);System.out.println(set);

输出：

null
s2
s1
sw2
s21
s5
s3
s4
[null, s2, s1, sw2, s21, s5, s3, s4]

LinkedHashSet

1. 定义(整个LinkedHashSet的代码)

package java.util;
public class LinkedHashSet<E>extends HashSet<E>implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable {private static final long serialVersionUID = -2851667679971038690L;public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {super(initialCapacity, loadFactor, true);}public LinkedHashSet(int initialCapacity) {super(initialCapacity, .75f, true);}public LinkedHashSet() {super(16, .75f, true);}public LinkedHashSet(Collection<? extends E> c) {super(Math.max(2*c.size(), 11), .75f, true);addAll(c);}
}

2. 概述

HashSet有4个共有的构造函数：

    public HashSet() {map = new HashMap<>();}public HashSet(Collection<? extends E> c) {map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));addAll(c);}public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);}public HashSet(int initialCapacity) {map = new HashMap<>(initialCapacity);}

还有一个包级私有的构造函数:

    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);}

这个构造函数就是LinkedHashSet的关键，整个LinkedHashSet的四个构造函数全部都是调用了HashSet中的这个包级私有的构造函数（构造函数中的dummy就是标记，无实用，为了实现方法的重载而已），也就是说LinkedHashSet就是基于LinkedHashMap实现的。

3. 使用

案例2：

        Set<String> set = new LinkedHashSet<>();set.add("s2");set.add("s3");set.add("s4");set.add("s2");set.add("s5");set.add("s1");set.add(null);set.add("s21");set.add("sw2");set.add("s2");for(String i:set)System.out.println(i);System.out.println(set);

输出:

s2
s3
s4
s5
s1
null
s21
sw2
[s2, s3, s4, s5, s1, null, s21, sw2]

允许null值，保留插入顺序，非线程安全。

TreeSet

1. 定义

package java.util;
public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E>implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{private transient NavigableMap<E,Object> m;private static final Object PRESENT = new Object();public TreeSet() {this(new TreeMap<E,Object>());}public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {this(new TreeMap<>(comparator));}public TreeSet(Collection<? extends E> c) {this();addAll(c);}public TreeSet(SortedSet<E> s) {this(s.comparator());addAll(s);}
//其余省略
}

2. 概述

TreeSet的内部基于TreeMap实现，同样value永远为PRESENT.
案例3：

        Set<String> set = new TreeSet<String>();set.add("s2");set.add("s3");set.add("s4");set.add("s2");set.add("s5");set.add("s1");
//        set.add(null);set.add("s21");set.add("sw2");set.add("s2");for(String i:set)System.out.println(i);System.out.println(set);

运行结果：

s1
s2
s21
s3
s4
s5
sw2
[s1, s2, s21, s3, s4, s5, sw2]

不允许重复，不允许null值（如果有基于null的比较器，就可以允许为null），默认按升序排列。
案例4（其中的Person2详细见《Comparable与Comparator浅析》）：

        Set<Person2> set = new TreeSet<Person2>(new Comparator<Person2>(){@Overridepublic int compare(Person2 o1, Person2 o2){if(o1==null || o2==null)return 0;return o1.getAge()-o2.getAge();}});Person2 p1 = new Person2("zzh",18);Person2 p2 = new Person2("jj",17);Person2 p3 = new Person2("qq",19);Person2 p4 = new Person2(null,19);set.add(p1);set.add(p2);set.add(p3);set.add(p4);System.out.println(set);

输出结果：[jj:17, zzh:18, qq:19]
可以看到不是强制性要求TreeSet的键为null。

参考资料：

《Comparable与Comparator浅析》

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