Java集合框架（set篇）

一时失言乱红尘 2024-03-16 18:09 66阅读 0赞

## 一、Set集合概述 ##

> Set是Java中的集合框架之一，用来存储一系列的元素。和List不同，Set中的元素不能重复，每个元素是唯一的。

> Set有多个实现类，其中最常见的是**HashSet和TreeSet**。HashSet底层是使用HashMap实现的，而TreeSet则是使用红黑树实现的。**HashSet**的操作速度比较`快`，但其元素是`无序`的；而**TreeSet**的元素是`有序`的，但操作速度相对较`慢`。

> Set的常用方法包括`add()`用来添加元素、`remove()`用来删除元素、`contains()`用来判断是否包含某个元素、`isEmpty()`用来判断集合是否为空、`size()`用来获取集合中元素的数量等等。

> Set是一个很常用的集合框架，常用于需要存储不重复元素的场景中，如去除重复结果、判断两个集合是否相同等等。

![在这里插入图片描述][59b58d2bdeb646d4ad5d6e998bf2ae6b.png]

## 二、Set集合特点 ##

set集合的特点：

1.  无序 没有修改方法
2.  不可重复  
    由以下代码可以看出：![在这里插入图片描述][426d93193a6b46ad993257e7bb6fcaa3.png]

## 三、Set集合的遍历 ##

set集合的遍历不像`list`集合遍历一样是三种遍历方式了，而是两种：

1.  foreach
2.  迭代器（iterator）

### 1、foreach ###

![在这里插入图片描述][b5156910c29f4b01b114ad3ba635142d.png]

### 2、iterator ###

![在这里插入图片描述][889c7a8362c6414fa6a150576ebcf909.png]

## 四、set集合的去重 ##

> Set集合中的元素不能重复，这就天然地保证了去重的功能。当我们将多个元素添加到Set中时，如果Set中已经存在相同的元素，那么后续添加的相同元素会被自动忽略。

**我们为什么要去重，因为如果是添加一个普通的一个元素的话set集合本身是可以去重的，但是如果你是添加一个对象的话他就不能去重了，为什么？因为每个对象他不是同一个地址，所以不能去重，再最后在工作的时候会用别人写的set集合的方法，你不可能叫别人去写，所以是需要自己去写的，所以才需要写set集合的去重。**

例如，我们可以创建一个HashSet对象用于去重，然后将多个元素添加进去：

Set<String> set = new HashSet<>();
    set.add("apple");
    set.add("banana");
    set.add("cherry");
    set.add("apple");

最终的Set中只包含3个元素，分别是"apple"、“banana"和"cherry”，而第二个"apple"因为是重复的所以被忽略了。

需要注意的是，`元素的去重是基于equals()方法和hashCode()方法来进行的`，如果某个类没有重写这两个方法，不能保证元素能够被正确去重。因此，在创建自己的类并将其存储在Set集合中时，需要注意它的equals()方法和hashCode()方法是否正确实现。

### 1、元素的去重 ###

Set<Integer> set = new TreeSet<>();
    set.add(3);
    set.add(1);
    set.add(2);
    
    Iterator<Integer> it = set.iterator();
    while (it.hasNext()) {
        
        System.out.println(it.next());
    }

以上代码会输出1、2、3，表示TreeSet中的元素已经按照升序排序。  
输出的结果如下面的一样：  
![在这里插入图片描述][cb3c349bf4c141d7ae9e47c0aa462231.png]

需要注意的是，在使用SortedSet和TreeSet时，元素的排序是基于比较器的，因此需要保证比较器的正确性。另外，在使用TreeSet时，由于它是基于红黑树实现的，所以访问元素的效率比较高。

### 2、对象的去重 ###

如果是没有进行任何操作就会出现以下的情况：  
![在这里插入图片描述][010192722dcd4e32afc758c68cee0620.png]  
**【重点】**

**如前面我所说的要去重，是基于equals方法和hashCode方法**

## 五、set集合的排序 ##

Set集合本身的特点是`无序`的，即元素的顺序无法保证。如果需要按照某种顺序排序，可以使用SortedSet子接口或TreeSet实现类来实现。

SortedSet是Set接口的子接口，其中的元素可以按照自然顺序或指定顺序进行排序。具体来说，SortedSet要求其中元素必须实现Comparable接口或通过Comparator进行比较。

TreeSet是SortedSet接口的实现类，它是一个基于红黑树的集合，能够保证元素有序。TreeSet提供了多个构造方法，可以用于指定元素的比较器。

例如，我们可以创建一个TreeSet对象，然后将多个元素添加进去，最后通过迭代器进行遍历：

#### 1、自然排序接口（Comparable） ####

需要我们的类implements Comparable接口：

> Comparable是Java中的一个接口，用于比较类的对象的大小关系。它只包含一个方法`compareTo()`，用于比较两个对象之间的大小关系。

> 在实现了Comparable接口的类中，我们可以使用`compareTo()`方法来对对象进行排序和查找操作。此方法返回一个整数值，表示本对象与另一个对象的大小关系。若**返回值为0，则表示两个对象相等；若返回值小于0，则表示本对象小于另一个对象；若返回值大于0，则表示本对象大于另一个对象。**

例如，我们可以创建一个类Address，实现Comparable接口，然后在其中重写`compareTo()`方法：  
![在这里插入图片描述][35e0625b4e8c485a8503525f11a00559.png]

对象的

/**
     * 
     * @author tgq
     *
     */
    class Person implements Comparable<Person>{
        
    	private int id;
    	private String name;
    	private int money;
    
    	public Person(int id, String name, int money) {
        
    		super();
    		this.id = id;
    		this.name = name;
    		this.money = money;
    	}
    
    	@Override
    	public int compareTo(Person o) {
        
    		// 升序
    		return this.id - o.id;
    		// 降序
    		return  o.id - this.id;
    	}
    
    }

以上代码中，我们对Address类的对象按照city和street进行比较。首先按照city进行比较，如果两个对象的city相等，则按照street进行比较。这样，在使用排序方法对Address类的对象进行排序时，就会按照city和street进行排序。

需要注意的是，使用Comparable接口进行排序时，需要保证被排序的元素类实现了该接口，并且该接口的实现比较器具有可传递性，即如果a > b并且b > c，则a > c。这样可以确保排序的正确性。

#### 2、比较器排序接口（comparator） ####

> Comparator是Java中的一个接口，用于比较类的对象的大小关系。与Comparable不同的是，Comparator独立于被比较的类，可以定义多个比较器，并且可以在使用时动态指定比较器。

> Comparator接口只包含一个方法compare()，用于比较两个对象之间的大小关系。此方法返回一个整数值，表示第一个对象与第二个对象的大小关系。**若返回值为0，则表示两个对象相等；若返回值小于0，则表示第一个对象小于第二个对象；若返回值大于0，则表示第一个对象大于第二个对象。**

##### 1、单个排序 #####

例如，在我们上一个不变的情况下，然后在其中定义多个比较器：  
![在这里插入图片描述][9862b0121e854a97a5a7bd04b53977d3.png]

##### 2、多个排序 #####

在原本的基础上做出一点点的改动

![在这里插入图片描述][18b8e54883344a928a0f21bb9dcf9ecf.png]

需要注意的是，在使用Comparator进行排序时，我们需要保证比较器具有可传递性，`即如果a > b并且b > c，则a > c。`这样可以确保排序的正确性。

希望对你们有用！！！

[59b58d2bdeb646d4ad5d6e998bf2ae6b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/555fee3adfb84059ac3a6baf945f86ff.png
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