JavaSE学习笔记 详解Set集合中实现类：LinkedHashSet以及TreeSet
详解Set集合中实现类：LinkedHashSet以及TreeSet
- 1.LinkedHashSet概述
- 2.TreeSet概述
- 2.1 自然排序
- 2.1.1 TreeSet存储常见引用数据类型
- 2.1.2 TreeSet存储自定义类的对象进行自然排序
- 2.2 比较器排序
- 2.2.1 使用比较器进行对自定义类对象进行排序
- 2.2.2 使用比较器可以对ArrayList集合和数组进行排序
- 3.练习：产生10个0-19之间的随机数要求随机数不能重复
- 总结
Set集合具有两个特点：无序性与不允许元素重复。前面我们也学习HashSet(作为Set接口的主要实现类)，底层结构是哈希表。
JDK1.7:HashSet的底层数据结构为数组加链表，JDK1.8:HashSet的底层数据结构为数组加链表加红黑树。
HashSet集合的特点为元素无序，且元素是唯一的。要保证元素的唯一性，是靠元素重写hashCode()方法与equals()方法来进行保证的，如果元素不重写这两个方法，则无法保证元素的唯一性。
我们要合理的重写hashCode()方法，是为了减少调用equals()方法的次数，即减少元素碰撞的次数。
而且需要注意的是：使用HashSet方法存储数据时，在遍历时不能用普通for循环，因为Set接口中没有get()方法。可以使用增强for循环或者使用迭代器进行遍历。
public class MyTest {public static void main(String[] args) {HashSet<String> hashSet = new HashSet<>();hashSet.add("aaa");hashSet.add("aaa");hashSet.add("bbb");hashSet.add("bbb");hashSet.add("ccc");hashSet.add("ddd");//使用迭代器进行遍历Iterator<String> iterator = hashSet.iterator();while (iterator.hasNext()) {String s = iterator.next();System.out.println(s);}System.out.println("==============");//使用增强for循环进行遍历for (String s : hashSet) {System.out.println(s);}}
}了解了HashSet之后，本节学习Set接口中另外两个实现类：LinkedHashSet以及TreeSet。
1.LinkedHashSet概述
HashSet是Set接口的典型表现，大多数情况下使用Set集合时都使用这个实现类。
HashSet和LinkedHashSet按照Hash算法来存储集合中的元素，因此具有很好的存取和查找的功能。
HashSet和LinkedHashSet集合判断两个元素是否相等的标准：两个对象hashCode()方法比较相等，并且两个对象的equals()方法返回值也相等视为重复的元素，不能进行添加。因此，存储到HashSet和LinkedHashSet的元素要重写hashCode()方法以及equals()方法。
LinkedHashSet是HashSet的子类，它在HashSet的基础上，在结点中增加两个属性before和after维护节点的前后添加顺序。
LinkedHashSet的底层数据结构链表加哈希表，元素有序且唯一。链表保证了元素有序（这里的有序，因为在节点处增加了before和after属性维护节点的前后添加顺序），哈希表保证元素唯一。
import java.util.LinkedHashSet;
public class MyTest2 {public static void main(String[] args) {//LinkedHashSet的底层数据结构链表加哈希表，元素有序且唯一。// 链表保证了元素有序（这里的有序，因为在节点处增加了before和after属性维护节点的前后添加顺序），哈希表保证元素唯一。LinkedHashSet<Integer> list = new LinkedHashSet<>();list.add(100);list.add(200);list.add(300);list.add(400);list.add(500);list.add(100);list.add(200);list.add(300);list.add(400);list.add(500);//使用增强for循环进行遍历for (Integer integer : list) {System.out.println(integer);}}
}运行后的结果为：
2.TreeSet概述
TreeSet是SortedSet接口的实现类，TreeSet可以确保集合元素的处于排序状态，同时元素也是唯一的。
使用元素的自然排序（Compareable）对元素进行排序，或者根据创建set时提供的Comparator进行排序，具体取决于使用的构造方法。
2.1 自然排序
public TreeSet()构造一个新的空 set，该 set 根据其元素的自然顺序进行排序。插入该 set 的所有元素都必须实现 Comparable 接口。另外，所有这些元素都必须是可互相比较的。
2.1.1 TreeSet存储常见引用数据类型
TreeSet存储Integer类型的元素并遍历
存储下列元素: 20 , 18 , 23 , 22 , 17 , 24, 19 , 18 , 24
public class MyTest {public static void main(String[] args) {///TreeSet:底层数据结是二叉树的结构，他能保证元素的唯一性，而且还能对元素进行排序。TreeSet<Integer> treeset = new TreeSet<>();treeset.add(20);treeset.add(18);treeset.add(23);treeset.add(22);treeset.add(17);treeset.add(24);treeset.add(19);treeset.add(18);treeset.add(24);System.out.println("使用TreeSet排序后的集合为：");for (Integer integer : treeset) {System.out.println(integer);}}
}运行后的结果为:
注意：使用TreeSet集合进行元素的自然排序，那么对元素有要求，要求这个元素 必须实现Comparable接口 否则无法进行自然排序
我们进入了Integer类，发现了实现了Compareable接口，重写了CompareTo方法，进而可以进行自然排序。
TreeSet保证元素唯一和自然排序的原理与图解：
2.1.2 TreeSet存储自定义类的对象进行自然排序
案例:定义一个自定义的Student类，成员属性为姓名和年龄，使用TreeSet排序方式中的自然排序方式，按照年龄大小对集合中的元素进行排序。
/*自然排序：采用空参构造，用的就是自然排序，自然排序对元素有要求，
要求元素实现 Comparable 接口，重写 compareTo这个方法*/
public class Student implements Comparable<Student> {private String name;private int age;public Student() {}public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}@Overridepublic int compareTo(Student o) {//用学生的年龄进行大小进行排序，比较的逻辑由我们来写//return 0;//根据此方法返回值的正负0 来决定元素在二叉树中所存放的位置。//如果年龄不相等，使用年龄的相减的返回值int age = this.age - o.age;//如果年龄相等的话，并不能说明是同一个对象，还需要比较姓名int num=age==0? this.name.compareTo(o.name):age;return num;}
}import java.util.TreeSet;public class MyTest {public static void main(String[] args) {TreeSet<Student> treeset = new TreeSet<>();treeset.add(new Student("张三",25));treeset.add(new Student("张三丰",25));treeset.add(new Student("李四",22));treeset.add(new Student("王五",21));treeset.add(new Student("赵六",23));treeset.add(new Student("钱七",24));treeset.add(new Student("陈八",20));for (Student student : treeset) {System.out.println("年龄："+student.getAge()+"==="+"姓名："+student.getName());}}
}运行后的结果为：
练习：定义一个自定义的Student类，成员属性为姓名和年龄，使用TreeSet排序方式中的自然排序方式，按照姓名长度的大小对集合中的元素进行排序。
public class Student implements Comparable<Student> {private String name;private int age;public Student() {}public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}@Overridepublic int compareTo(Student stu) {//return 0;//按照姓名的长度来排序int num = this.name.length() - stu.name.length();//姓名长度一样了，还的比较姓名内容一样不int num2 = num == 0 ? this.name.compareTo(stu.name) : num;//姓名长度一样了，内容一样了，还得比较年龄是否一样int num3 = num2 == 0 ? this.age - stu.age : num2;return num3;}
}import java.util.TreeSet;public class MyTest {public static void main(String[] args) {TreeSet<Student> treeset = new TreeSet<>();treeset.add(new Student("Jack",24));treeset.add(new Student("Lebron",23));treeset.add(new Student("Lebron",23));treeset.add(new Student("Abubli",23));treeset.add(new Student("Janey",25));treeset.add(new Student("Tom",26));treeset.add(new Student("Abubli",26));for (Student student : treeset) {System.out.println("姓名"+student.getName()+"====="+"年龄"+student.getAge());}}
}运行后的结果为：
2.2 比较器排序
public TreeSet(Comparator<? super E> comparator)构造一个新的空 TreeSet，它根据指定比较器进行排序。插入到该 set 的所有元素都必须能够由指定比较器进行相互比较。
2.2.1 使用比较器进行对自定义类对象进行排序
定义一个自定义的Student类，成员属性为姓名和年龄，使用TreeSet排序方式中的比较器排序方式，按照年龄大小对集合中的元素进行排序。
//自定义类Student类
public class Student {private String name;private int age;public Student() {}public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
}//定义实现比较器接口的子类
import java.util.Comparator;
//使用比较器排序，需要实现Comparator接口，并且重写compare方法
public class MyComparator implements Comparator<Student> {@Overridepublic int compare(Student s1, Student s2) {//根据年龄大小来进行排序int num = s1.getAge() - s2.getAge();//如果年龄相等不代表是同一个对象，还需要比较姓名的内容是否相同int num2=num==0?s1.getName().compareTo(s2.getName()):num;return num2;}
}import java.util.TreeSet;
public class MyTest {public static void main(String[] args) {/* TreeSet(Comparator < ? super E > comparator)构造一个新的空 TreeSet，它根据指定比较器进行排序。*///如果使用有参构造，那就是比较器排序MyComparator myComparator = new MyComparator();TreeSet<Student> treeSet = new TreeSet<>(myComparator);treeSet.add(new Student("Jack",24));treeSet.add(new Student("Lebron",23));treeSet.add(new Student("Lebron",23));treeSet.add(new Student("Abubli",23));treeSet.add(new Student("Janey",25));treeSet.add(new Student("Tom",26));treeSet.add(new Student("Abubli",26));for (Student student : treeSet) {System.out.println("年龄："+student.getAge()+"姓名："+student.getName());}}
}
运行后的结果为：
总而言之：比较器的方式，采用有参构造，传入比较器，重写compare()方法根据此方法，返回值的正负0，来决定元素放置的左右顺序。
2.2.2 使用比较器可以对ArrayList集合和数组进行排序
1.使用Comparator比较器可以用来比较ArrayList集合中元素大小，进行排序
注意：将集合中的元素进行排序的sort方法中需要传入实现Comparator接口的子类对象
import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;public class MyTest2 {public static void main(String[] args) {ArrayList<Integer> list= new ArrayList<>();list.add(300);list.add(500);list.add(200);list.add(300);list.add(100);list.add(400);//对集合进行从大到小的排序//将集合中的元素进行排序的sort方法中需要传入实现Comparator接口的子类对象list.sort(new Comparator<Integer>() {@Overridepublic int compare(Integer a, Integer b) {return b-a;}});System.out.println(list);}
}运行后的结果为：
2.使用Comparator比较器可以用来比较引用数据类型数组中元素大小，进行排序
数组工具类中的sort方法可以传入实现比较器的子类对象，并重写compare方法
import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;public class MyTest3 {public static void main(String[] args) {Integer[] arr = {2, 3, 6, 5, 4, 1};//数组工具类中的sort方法可以传入实现比较器的子类对象，并重写compare方法Arrays.sort(arr,new Comparator<Integer>(){@Overridepublic int compare(Integer a, Integer b) {return b-a;}});System.out.println(Arrays.toString(arr));}
}
运行后的结果为：
–
3.练习：产生10个0-19之间的随机数要求随机数不能重复
编写一个程序，获取10个1至20的随机数，要求随机数不能重复。 并把最终的随机数输出到控制台。
选HashSet 可以不重复
选TreeSet 不重复还可以排序
分析：
（1）定义一个HashSet集合或者TreeSet集合
（2）产生随机数，把随机数添加到集合中
（3）判断集合的长度，使用while循环进行实现
import java.util.HashSet;
import java.util.Random;
import java.util.TreeSet;public class MyTest {public static void main(String[] args) {/* 编写一个程序，获取10个0至19的随机数，要求随机数不能重复。并把最终的随机数输出到控制台。*/Random random = new Random();TreeSet<Integer> set = new TreeSet<>();// HashSet<Integer> set = new HashSet<>();while(set.size()<10){int num = random.nextInt(20);set.add(num);}System.out.println(set);}
}总结
本节主要介绍了Set集合的两个实现类LinkedHashSet以及TreeSet集合，其中LinkedHashSet是HashSet集合的子类。LinkedHashSet在HashSet的基础上，在结点中增加两个属性before和after维护节点的前后添加顺序。
而TreeSet需要我们掌握的是两种排序方法：使用空参构造的自然排序法以及使用比较器进行比较器排序。
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