java中的容器类和接口总结（一）：Set

迈不过友情╰ 2022-05-29 13:13 273阅读 0赞

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Collection接口

API文档中的描述是：public interface Collection<E> extends Iterable<E>.

Collection是一个接口，是高度抽象出来的集合，它包含了集合的基本操作和属性。

常用的方法

boolean add(E e);//向容器中添加指定的元素
    Iterator<E> iterator();//返回能够遍历当前集合中所有元素的迭代器
    boolean contains(Object o);//判断容器中是否包含指定的元素
    boolean remove(Object o);//删除容器中的元素o,如果容器中包含o,返回true
    int size();//返回容器中元素的个数
    Object[] toArray();//返回包含此容器中所有元素的数组

*  Set接口

Set顾名思义为集合，即不允许出现相同的元素。由于其内部存储结构的特点，不区分元素的顺序。

*  HashSet

实现了Set接口的类，内部使用HashMap来存储数据，数据存储在HashMap的key中，value都是同一个默认值。HashSet有四种构造方法：

HashSet( ):构造一个空的Set，底层HashMap实例的默认初始容量为16，装载因子是0.75

HashSet(Collection<? extends E> c):构造一个包含指定collection中的元素的新Set

HashSet(int initialCapacity):构造一个指定初始容量和默认装载因子0.75的新Set

HashSet(int initialCapacity, float loadFactor)：构造一个指定容量和指定装载因子的新的Set

import java.util.*;
    public class HashTest {
    	@SuppressWarnings("unchecked")
    	public static void main(String[] args){
    		HashSet hashSet1 = new HashSet();
    		hashSet1.add(1);
    		hashSet1.add("abc");
    		hashSet1.add("abc");
    		int[] arr = new int[]{1,2,3};
    		hashSet1.add(arr);
    		HashTest ht = new HashTest();
    		Apple apple1 = ht.new Apple();
    		hashSet1.add(apple1);
    		Iterator it = hashSet1.iterator();
    		System.out.println(hashSet1.size());
    		while(it.hasNext()){
    			Object ob = it.next();
    			if(ob instanceof Integer)
    				System.out.println("Integer:" + ob);
    			if(ob instanceof String)
    				System.out.println("String:" + ob);
    			if(ob instanceof Apple)
    				System.out.println("Apple:" + ob);
    			if(ob instanceof int[]){
    				System.out.print("int[]:");
    				System.out.println(Arrays.toString(arr));
    			}
    		}
    	}
    	public class Apple{
    		static final int id = 1;
    
    		@Override
    		public String toString() {
    			return "Apple " + id;
    		}
    		
    	}
    }

输出结果：

4  
Integer:1  
String:abc  
int\[\]:\[1, 2, 3\]

Apple:Apple 1

*  LinkedHashSet

LinkedHashSet继承自HashSet，唯一的区别是LinkedHashSet内部使用的是LinkHashMap。这样做的意义或者好处就是LinkedHashSet中的元素顺序是可以保证的，也就是说遍历序和插入序是一致的。类HashSet和LinkedHashSet都是接口Set的实现，两者都不能保存重复的数据。主要区别是HashSet不保证集合中元素的顺序，即不能保证迭代的顺序与插入的顺序一致。而LinkedHashSet按照元素插入的顺序进行迭代，即迭代输出的顺序与插入的顺序保持一致。

如将上面例程稍作修改，对于HashSet：

import java.util.*;
    public class HashTest {
    	@SuppressWarnings("unchecked")
    	public static void main(String[] args){
    		HashSet hashSet1 = new HashSet();
    		//hashSet1.add(1);
    		hashSet1.add("abc");
    		hashSet1.add("abc");
    		int[] arr = new int[]{1,2,3};
    		//hashSet1.add(arr);
    		hashSet1.add(1);
    		HashTest ht = new HashTest();
    		Apple apple1 = ht.new Apple();
    		hashSet1.add(apple1);
    		hashSet1.add(arr);
    		Iterator it = hashSet1.iterator();
    		System.out.println(hashSet1.size());
    		while(it.hasNext()){
    			Object ob = it.next();
    			if(ob instanceof Integer)
    				System.out.println("Integer:" + ob);
    			if(ob instanceof String)
    				System.out.println("String:" + ob);
    			if(ob instanceof Apple)
    				System.out.println("Apple:" + ob);
    			if(ob instanceof int[]){
    				System.out.print("int[]:");
    				System.out.println(Arrays.toString(arr));
    			}
    		}
    	}
    	public class Apple{
    		static final int id = 1;
    
    		@Override
    		public String toString() {
    			return "Apple " + id;
    		}
    		
    	}
    }

输出为：

4  
Integer:1  
String:abc  
Apple:Apple 1

int\[\]:\[1, 2, 3\]

可见迭代顺序与插入顺序不一致

然后仅仅将

HashSet hashSet1 = new HashSet(); 改为：LinkedHashSet hashSet1 = new LinkedHashSet();

输出结果变为：

4  
String:abc  
Integer:1  
Apple:Apple 1  
int\[\]:\[1, 2, 3\]

与插入顺序一致！

*  SortedSet TreeSet

SortedSet：

1) 顾名思义就是有序的Set，但是它的有序和LinkedHashSet不一样，LinkedHashSet维护的是插入时的顺序，而SortedSet维护的是元素之间大小关系的顺序（比如升序、降序等，是根据大小关系来维护顺序的）；

2) 这种维护是时刻维护的（就跟堆维护堆序一样），每次插入元素的时候就会根据其大小放入合适的位置，删除一个元素后也会调整剩余元素的位置使之符合升序/降序状态；

3) SortedSet的实现类不多，基本只会用TreeSet这个实现类，之所以叫TreeSet，是因为它使用红黑树实现的，因此内部是一个树的结构

TreeSet:

实现Set 接口，该接口由TreeMap 实例支持。此类保证排序后的 set 按照升序排列元素， 根据使用的构造方法不同，可能会按照元素的自然顺序 进行排序（参见 Comparable），或按照在创建 set 时所提供的比较器进行排序。四种构造方法：

<table style="width:1441px;border-left:1px solid rgb(238,238,238);border-right:1px solid rgb(238,238,238);border-bottom:1px solid rgb(238,238,238);padding:0px;color:rgb(53,56,51);font-family:'DejaVu Sans', Arial, Helvetica, sans-serif;font-size:14px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="padding-right:0px;padding-bottom:3px;padding-left:10px;vertical-align:top;font-size:13px;width:1431px;"><code style="font-family:'DejaVu Sans Mono', monospace;font-size:14px;padding-top:4px;margin-top:8px;line-height:1.4em;"><span style="font-weight:bold;"><a style="color:rgb(74,103,130);" rel="nofollow">TreeSet</a></span>()</code> 
    <div style="margin:3px 10px 2px 0px;color:rgb(71,71,71);font-size:14px;font-family:'DejaVu Serif', Georgia, 'Times New Roman', Times, serif;">
      Constructs a new, empty tree set, sorted according to the natural ordering of its elements. 
    </div></td> 
  </tr> 
  <tr style="background-color:rgb(238,238,239);"> 
   <td style="padding-right:0px;padding-bottom:3px;padding-left:10px;vertical-align:top;font-size:13px;width:1431px;"><code style="font-family:'DejaVu Sans Mono', monospace;font-size:14px;padding-top:4px;margin-top:8px;line-height:1.4em;"><span style="font-weight:bold;"><a style="color:rgb(74,103,130);" rel="nofollow">TreeSet</a></span>(<a title="interface in java.util" style="color:rgb(74,103,130);font-weight:bold;" rel="nofollow">Collection</a>&lt;? extends&nbsp;<a title="type parameter in TreeSet" style="color:rgb(74,103,130);font-weight:bold;" rel="nofollow">E</a>&gt;&nbsp;c)</code> 
    <div style="margin:3px 10px 2px 0px;color:rgb(71,71,71);font-size:14px;font-family:'DejaVu Serif', Georgia, 'Times New Roman', Times, serif;">
      Constructs a new tree set containing the elements in the specified collection, sorted according to the&nbsp; 
     <em>natural ordering</em>&nbsp;of its elements. 
    </div></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="padding-right:0px;padding-bottom:3px;padding-left:10px;vertical-align:top;font-size:13px;width:1431px;"><code style="font-family:'DejaVu Sans Mono', monospace;font-size:14px;padding-top:4px;margin-top:8px;line-height:1.4em;"><span style="font-weight:bold;"><a style="color:rgb(74,103,130);" rel="nofollow">TreeSet</a></span>(<a title="interface in java.util" style="color:rgb(74,103,130);font-weight:bold;" rel="nofollow">Comparator</a>&lt;? super&nbsp;<a title="type parameter in TreeSet" style="color:rgb(74,103,130);font-weight:bold;" rel="nofollow">E</a>&gt;&nbsp;comparator)</code> 
    <div style="margin:3px 10px 2px 0px;color:rgb(71,71,71);font-size:14px;font-family:'DejaVu Serif', Georgia, 'Times New Roman', Times, serif;">
      Constructs a new, empty tree set, sorted according to the specified comparator. 
    </div></td> 
  </tr> 
  <tr style="background-color:rgb(238,238,239);"> 
   <td style="padding-right:0px;padding-bottom:3px;padding-left:10px;vertical-align:top;font-size:13px;width:1431px;"><code style="font-family:'DejaVu Sans Mono', monospace;font-size:14px;padding-top:4px;margin-top:8px;line-height:1.4em;"><span style="font-weight:bold;"><a style="color:rgb(74,103,130);" rel="nofollow">TreeSet</a></span>(<a title="interface in java.util" style="color:rgb(74,103,130);font-weight:bold;" rel="nofollow">SortedSet</a>&lt;<a title="type parameter in TreeSet" style="color:rgb(74,103,130);font-weight:bold;" rel="nofollow">E</a>&gt;&nbsp;s)</code> 
    <div style="margin:3px 10px 2px 0px;color:rgb(71,71,71);font-size:14px;font-family:'DejaVu Serif', Georgia, 'Times New Roman', Times, serif;">
      Constructs a new tree set containing the same elements and using the same ordering as the specified sorted set. 
    </div></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

注意1：允许 null 元素.  
注意2:实现不同步的，不是线程安全的。  
注意3:TreeSet 实例将使用其 compareTo（或 compare）方法执行所有的键比较，  
 认为两个对象的键相等就表示它们两个对象是相等的。它违背了 Set 接口的常规协定。  
注意4:此类的iterator方法返回的迭代器是快速失败 的：在创建迭代器之后，如果对集合进行修改，  
 除非通过迭代器自身的 remove 方法，否则在任何时间以任何方式对其进行修改，  
 Iterator 都将抛出 ConcurrentModificationException  
注意5:iterator()返回的迭代器，里面的元素是以升序排序的.  
注意6：当试图添加一个重复元素到TreeSet时，新元素并不会把旧元素替换掉，  
 而只是新元素不会添加到TreeSet（不会抛异常。）

注意7：TreeSet用了一种叫红黑树的数据结构【red-black tree data structure】来为元素排序，

例程：

import java.util.Comparator;
    import java.util.Random;
    import java.util.TreeSet;
    import java.util.concurrent.SynchronousQueue;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    public class Test2 {
     /**
      * @param args
      */
     public static void main(String[] args) {
      PeopleComparator comparator=new PeopleComparator(); 
      TreeSet<People> set=new TreeSet(comparator);
      set.add(new People("robin",1,21));
      set.add(new People("hb",2,20));
      set.add(new People("harry",9,30));
      set.add(null);
      People p4=new People("robin",4,25);
      set.add(p4);
      set.add(new People("yp",5,28));
      set.add(new People("yp2",8,28));
      for(People p:set)
       System.out.println(p);
     }
    }
    class People{
    	String name;
    	int id;
    	int age;
    	public People(String name,int id){
    		this(name,id,0);
    	}
    	public People(String name,int id,int age){
    		this.name=name;
    		this.id=id;
    		this.age=age;
    	}
    	public String toString(){
    		return id+name+age;
    	}
    }
    class PeopleComparator implements Comparator<People>
    {
     @Override
     public int compare(People p0, People p1) {
      if(p0==p1)
       return 0;
      if(p0!=null&&p1==null)
       return 1;
      else if(p0==null&&p1!=null)
       return -1;
      if (p0.id>p1.id)
       return 1;
      else if (p0.id<p1.id)
       return -1;
      else
      return 0;
     }
    }

输出结果：

null  
1robin21  
2hb20  
4robin25  
5yp28  
8yp228  
9harry30

[70]: /images/20220529/2d55afd8a6a64632a6c644f1a3eb12e7.png