Set介面

• Set介面是Collection的子介面，set介面沒有提供額外的方法。
• Set 集合不允許包含相同的元素，如果試把兩個相同的元素加入同一個 Set 集合中，則新增操作失敗。
• Set 判斷兩個物件是否相同不是使用 == 運算子，而是根據 equals 方法。因此存放到Set集合中的元素一定要注意equals方法的重寫。

Set的常用實現類有：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet。

HashSet

1、概述

• HashSet 是 Set 介面的典型實現，大多數時候使用 Set 集合時都使用這個實現類。
• HashSet 按 Hash 演算法來儲存集合中的元素，因此具有很好的存取和查詢效能。
• HashSet 集合判斷兩個元素相等的標準：兩個物件通過 hashCode() 方法比較相等，並且兩個物件的 equals() 方法返回值也相等。
• 當向 HashSet 集合中存入一個元素時，HashSet 會呼叫該物件的 hashCode() 方法來得到該物件的 hashCode 值，然後根據 hashCode 值，通過某種雜湊函式決定該物件在 HashSet 中的儲存位置。（這個雜湊函式會與底層陣列的長度相計算得到在陣列中的下標，並且這種雜湊函式計算還儘可能保證能均勻儲存元素，越是雜湊分佈，該雜湊函式設計的越好）
• 如果兩個元素的hashCode()值相等，會再繼續呼叫equals方法，如果equals方法結果為true，新增失敗，如果為false，那麼會儲存該元素，但是該陣列的位置已經有元素了，那麼會通過連結串列的方式繼續連結。
• HashSet 具有以下特點：
• 不能保證元素的排列順序
• HashSet 不是執行緒安全的
• 集合元素可以有一個是 null

底層也是陣列，初始容量為16，當如果使用率超過0.75，（16*0.75=12）就會擴大容量為原來的2倍。（16擴容為32，依次為64,128….等）

結論：存放到Set集合中的元素一定要注意equals和hashcode方法的重寫。

2、hashCode和equals方法

重寫equals()方法的原則：

• 對稱性：如果equals(y)返回是“true”，那麼y.equals(x)也應該返回是“true”。
• 自反性：equals(x)必須返回是“true”。
• 類推性：如果equals(y)返回是“true”，而且y.equals(z)返回是“true”，那麼z.equals(x)也應該返回是“true”。
• 一致性：如果equals(y)返回是“true”，只要x和y內容一直不變，不管你重複x.equals(y)多少次，返回都是“true”。
• 任何情況下，equals(null)，永遠返回是“false”；x.equals(和x不同型別的物件)永遠返回是“false”。

重寫 hashCode() 方法的基本原則

• 在程式執行時，同一個物件多次呼叫 hashCode() 方法應該返回相同的值
• 當兩個物件的 equals() 方法比較返回 true 時，這兩個物件的 hashCode() 方法的返回值也應相等
• 物件中用作 equals() 方法比較的屬性Field，都應該用來計算 hashCode 值

LinkedHashSet

LinkedHashSet 是 HashSet 的子類

LinkedHashSet 根據元素的 hashCode 值來決定元素的儲存位置，但它同時使用連結串列維護元素的次序，這使得元素看起來是以插入順序儲存的。

LinkedHashSet插入效能略低於 HashSet，但在迭代訪問 Set 裡的全部元素時有很好的效能。

LinkedHashSet 不允許集合元素重複。

TreeSet

TreeSet 是 SortedSet 介面的實現類，TreeSet 可以確保集合元素處於排序狀態。

TreeSet 兩種排序方法：自然排序和定製排序。預設情況下，TreeSet 採用自然排序。

1、自然排序

TreeSet 會呼叫集合元素的 compareTo(Object obj) 方法來比較元素之間的大小關係，然後將集合元素按升序排列，如果試圖把一個物件新增到 TreeSet 時，則該物件的類必須實現 Comparable 介面。實現 Comparable 的類必須實現 compareTo(Object obj) 方法，兩個物件即通過 compareTo(Object obj) 方法的返回值來比較大小。

向 TreeSet 中新增元素時，只有第一個元素無須比較compareTo()方法，後面新增的所有元素都會呼叫compareTo()方法進行比較。

因為只有相同類的兩個例項才會比較大小，所以向 TreeSet 中新增的應該是同一個類的物件

對於 TreeSet 集合而言，它判斷兩個物件是否相等的唯一標準是：兩個物件通過 compareTo(Object obj) 方法比較返回值

當需要把一個物件放入 TreeSet 中，重寫該物件對應的 equals() 方法時，應保證該方法與 compareTo(Object obj) 方法有一致的結果：如果兩個物件通過 equals() 方法比較返回 true，則通過 compareTo(Object obj) 方法比較應返回 0。否則讓人難以理解。

Comparable 的典型實現：

• BigDecimal、BigInteger 以及所有的數值型對應的包裝類：按它們對應的數值大小進行比較
• Character：按字元的 unicode值來進行比較
• Boolean：true 對應的包裝類例項大於 false 對應的包裝類例項
• String：按字串中字元的 unicode 值進行比較
• Date、Time：後邊的時間、日期比前面的時間、日期大

2、定製排序

• TreeSet的自然排序是根據集合元素的大小，進行元素升序排列。如果需要定製排序，比如降序排列，可通過Comparator介面的幫助。需要重寫compare(T o1,T o2)方法。利用int compare(T o1,T o2)方法，比較o1和o2的大小：如果方法返回正整數，則表示o1大於o2；如果返回0，表示相等；返回負整數，表示o1小於o2。
• 要實現定製排序，需要將實現Comparator介面的例項作為形參傳遞給TreeSet的構造器。
• 此時，仍然只能向TreeSet中新增型別相同的物件。否則發生ClassCastException異常。
• 使用定製排序判斷兩個元素相等的標準是：通過Comparator比較兩個元素返回了0。
• 當使用具有與 equals 不一致的強行排序能力的 Comparator 對有序 set（或有序對映）進行排序時，應該小心謹慎。假定一個帶顯式 Comparator c 的有序 set（或有序對映）與從 set S 中抽取出來的元素（或鍵）一起使用。如果 c 強行對 S 進行的排序是與 equals 不一致的，那麼有序 set（或有序對映）將是行為“怪異的”。

3、結論

• 放到TreeSet集合中的元素必須是同一個型別的元素
• 放到TreeSet集合中的元素必須實現Comparable介面，重寫compareTo(Object obj)方法，並且需要使得equals方法的與compareTo方法結果一直，即如果兩個物件通過 equals() 方法比較返回 true，則通過 compareTo(Object obj) 方法比較應返回 0。
• TreeSet的自然排序是根據集合元素的大小，進行元素升序排列。如果需要定製排序，比如降序排列，可以將實現Comparator介面的例項作為形參傳遞給TreeSet的構造器，那麼新增元素時，將呼叫compare(T o1,T o2)方法作為排序依據。同時也應該注意equals方法與compare(T o1,T o2)方法的結果一致。

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