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详解HashSet 、LinkedHashSet、TreeSet

详解HashSet 、LinkedHashSet、TreeSet

作者: BeaconCao | 来源:发表于2019-05-15 15:50 被阅读0次

    Set接口

    • 不允许包含相同的元素,如果调用add方法把两个相同元素加入同一个集合中,add方法返回false。
    • Set判断两个对象相同不是使用==运算符,而是根据equals方法。也就是说,只要两个对象用equals方法比较返回true,Set就不会接受这两个对象。
    • HashSet与TreeSet都是基于Set接口的实现类。其中TreeSet是Set的子接口SortedSet的实现类。Set接口及其子接口、实现类的结构如下所示:
                 |——SortedSet接口——TreeSet实现类
      Set接口 ——————|——HashSet实现类
                 |——LinkedHashSet实现类

    HashSet

    • HashSet特点
      1- 不能保证元素的排列顺序,顺序有可能发生变化
      2- 不是同步的
      3- 集合元素可以是null,但只能放入一个null
    • 当向HashSet集合中存入一个元素时,HashSet会调用该对象的hashCode()方法来得到该对象的hashCode值,然后根据 hashCode值来决定该对象在HashSet中存储位置。
    • 简单的说,HashSet集合判断两个元素相等的标准是两个对象通过equals方法比较相等,并且两个对象的hashCode()方法返回值相等
    • 注意,如果要把一个对象放入HashSet中,重写该对象对应类的equals方法,也应该重写其hashCode()方法。其规则是如果两个对象通过equals方法比较返回true时,其 hashCode也应该相同。另外,对象中用作equals比较标准的属性,都应该用来计算 hashCode的值。

    TreeSet

    • TreeSet类型是J2SE中唯一可实现自动排序的类型
    • TreeSet是SortedSet接口的唯一实现类,TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。TreeSet支持两种排序方式,自然排序 和定制排序,其中自然排序为默认的排序方式。向 TreeSet中加入的应该是同一个类的对象。
      TreeSet判断两个对象不相等的方式是两个对象通过equals方法返回false,或者通过CompareTo方法比较没有返回0
    • 排序
    1. 自然排序
      自然排序使用要排序元素的CompareTo(Object obj)方法来比较元素之间大小关系,然后将元素按照升序排列。
      Java提供了一个Comparable接口,该接口里定义了一个compareTo(Object obj)方法,该方法返回一个整数值,实现了该接口的对象就可以比较大小。
      obj1.compareTo(obj2)方法如果返回0,则说明被比较的两个对象相等,如果返回一个正数,则表明obj1大于obj2,如果是 负数,则表明obj1小于obj2。
      如果我们将两个对象的equals方法总是返回true,则这两个对象的compareTo方法返回应该返回0。
    2. 定制排序
      自然排序是根据集合元素的大小,以升序排列,如果要定制排序,应该使用Comparator接口,实现 int compare(To1,To2)方法。

    LinkedHashSet

    • LinkedHashSet集合同样是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置,但是它同时使用链表维护元素的次序。这样使得元素看起 来像是以插入顺 序保存的,也就是说,当遍历该集合时候,LinkedHashSet将会以元素的添加顺序访问集合的元素。
      LinkedHashSet在迭代访问Set中的全部元素时,性能比HashSet好,但是插入时性能稍微逊色于HashSet。

    Java的hashCode方法

    • 总的来说,Java中的集合(Collection)有两类,一类是List,再有一类是Set。
      你知道它们的区别吗?前者集合内的元素是有序的,元素可以重复;后者元素无序,但元素不可重复。
      那么这里就有一个比较严重的问题了:要想保证元素不重复,可两个元素是否重复应该依据什么来判断呢?
      这就是Object.equals方法了。但是,如果每增加一个元素就检查一次,那么当元素很多时,后添加到集合中的元素比较的次数就非常多了。 也就是说,如果集合中现在已经有1000个元素,那么第1001个元素加入集合时,它就要调用1000次equals方法。这显然会大大降低效率。
      于是,Java采用了哈希表的原理。哈希(Hash)实际上是个人名,由于他提出一哈希算法的概念,所以就以他的名字命名了。 哈希算法也称为散列算法,是将数据依特定算法直接指定到一个地址上。如果详细讲解哈希算法,那需要更多的文章篇幅,我在这里就不介绍了。
      初学者可以这样理解,hashCode方法实际上返回的就是对象存储的物理地址(实际可能并不是)。 这样一来,当集合要添加新的元素时,先调用这个元素的hashCode方法,就一下子能定位到它应该放置的物理位置上。 如果这个位置上没有元素,它就可以直接存储在这个位置上,不用再进行任何比较了;如果这个位置上已经有元素了, 就调用它的equals方法与新元素进行比较,相同的话就不存了,不相同就散列其它的地址。 所以这里存在一个冲突解决的问题。这样一来实际调用equals方法的次数就大大降低了,几乎只需要一两次。 所以,Java对于eqauls方法和hashCode方法是这样规定的:
      1、如果两个对象相同,那么它们的hashCode值一定要相同;
      2、如果两个对象的hashCode相同,它们并不一定相同
      上面说的对象相同指的是用eqauls方法比较。你当然可以不按要求去做了,但你会发现,相同的对象可以出现在Set集合中。同时,增加新元素的效率会大大下降。
      hashcode这个方法是用来鉴定2个对象是否相等的。 那你会说,不是还有equals这个方法吗? 不错,这2个方法都是用来判断2个对象是否相等的。但是他们是有区别的。 一般来讲,equals这个方法是给用户调用的,如果你想判断2个对象是否相等,你可以重写equals方法,然后在代码中调用,就可以判断他们是否相等 了。简单来讲,equals方法主要是用来判断从表面上看或者从内容上看,2个对象是不是相等。
      举个例子,有个学生类,属性只有姓名和性别,那么我们可以 认为只要姓名和性别相等,那么就说这2个对象是相等的。
      hashcode方法一般用户不会去调用,比如在hashmap中,由于key是不可以重复的,他在判断key是不是重复的时候就判断了hashcode 这个方法,而且也用到了equals方法。这里不可以重复是说equals和hashcode只要有一个不等就可以了!所以简单来讲,hashcode相 当于是一个对象的编码,就好像文件中的md5,他和equals不同就在于他返回的是int型的,比较起来不直观。我们一般在覆盖equals的同时也要 覆盖hashcode,让他们的逻辑一致。
      举个例子,还是刚刚的例子,如果姓名和性别相等就算2个对象相等的话,那么hashcode的方法也要返回姓名 的hashcode值加上性别的hashcode值,这样从逻辑上,他们就一致了。 要从物理上判断2个对象是否相等,用==就可以了。

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