【重学Java】Set集合

2021/7/12 9:07:27

编程Tag： string Set Java name add age public Student 重学

本文主要是介绍【重学Java】Set集合，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

Set集合

Set集合概述和特点【应用】

  • 无序不可重复
  • 没有索引,不能使用普通for循环遍历。可以使用迭代器或者增强foreach语句遍历

TreeSet集合

TreeSet集合概述和特点【应用】

  • 无序不可重复
  • 没有索引
  • 可以将元素按照规则进行排序（特色）
    • TreeSet()：根据其元素的自然排序进行排序
    • TreeSet(Comparator comparator) ：根据指定的比较器进行排序

TreeSet集合基本使用【应用】

存储Integer类型的整数并遍历

public class TreeSetDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>();

        //添加元素
        ts.add(10);
        ts.add(40);
        ts.add(30);
        ts.add(50);
        ts.add(20);

        ts.add(30);

        //1.遍历集合（增强foreach）
        for(Integer i : ts) {
            System.out.println(i);
        }
        System.out.println("===============================");
        //2.遍历集合（迭代器）
        Iterator<Integer> it = ts.iterator(); //如果不指定迭代器类型为Integer，则next()返回值默认Object类型
        while(it.hasNext()){
            Integer i = it.next();
            System.out.println(i);
        }
    }
}

自然排序Comparable的使用【应用】

  • 案例需求

    • 存储学生对象并遍历，创建TreeSet集合使用无参构造方法
    • 要求：按照年龄从小到大排序，年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序

  • 实现步骤

    1. 使用空参构造创建TreeSet集合
      • 用TreeSet集合存储自定义对象，无参构造方法使用的是自然排序对元素进行排序的
    2. 自定义的Student类实现Comparable接口
      • 自然排序，就是让元素所属的类实现Comparable接口，重写compareTo(T o)方法
    3. 重写接口中的compareTo方法
      • 重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写

  • 代码实现

    学生类

    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;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        //按照对象的年龄进行排序
        //主要判断条件: 按照年龄从小到大排序
        int result = this.age - o.age;
        //次要判断条件: 年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序
        result = result == 0 ? this.name.compareTo(o.getName()) : result;
        return result;
    }
}

    测试类

    public class MyTreeSet2 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>();
	    //创建学生对象
        Student s1 = new Student("zhangsan",28);
        Student s2 = new Student("lisi",27);
        Student s3 = new Student("wangwu",29);
        Student s4 = new Student("zhaoliu",28);
        Student s5 = new Student("qianqi",30);
		//把学生添加到集合
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        ts.add(s5);
		//遍历集合
        for (Student student : ts) {
            System.out.println(student);
        }
    }
}

比较器排序Comparator的使用【应用】

  • 案例需求

    • 存储老师对象并遍历，创建TreeSet集合使用带参构造方法
    • 要求：按照年龄从小到大排序，年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序

  • 实现步骤

    • 用TreeSet集合存储自定义对象，带参构造方法使用的是比较器排序对元素进行排序的
    • 比较器排序，就是让集合构造方法接收Comparator的实现类对象，重写compare(T o1,T o2)方法。一般使用匿名内部类或者Lambda表达式实现。
    • 重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写

  • 代码实现

    老师类

    public class Teacher {
    private String name;
    private int age;

    public Teacher() {
    }

    public Teacher(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;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Teacher{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

    测试类

    public class MyTreeSet4 {
    public static void main(String[] args) {
      	//创建集合对象（匿名内部类）
        TreeSet<Teacher> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Teacher>() {
            @Override
            public int compare(Teacher o1, Teacher o2) {
                //o1表示现在要存入的那个元素
                //o2表示已经存入到集合中的元素
              
                //主要条件
                int result = o1.getAge() - o2.getAge();
                //次要条件
                result = result == 0 ? o1.getName().compareTo(o2.getName()) : result;
                return result;
            }
       //也可使用Lambda表达式实现
       /*TreeSet<Teacher> ts = new TreeSet<>((Teacher o1, Teacher o2)-> {
              //o1表示现在要存入的那个元素
              //o2表示已经存入到集合中的元素
              //主要条件
              int result = o1.getAge() - o2.getAge();
              //次要条件
              result = result == 0 ? o1.getName().compareTo(o2.getName()) : result;
              return result;
      });*/
        });
		//创建老师对象
        Teacher t1 = new Teacher("zhangsan",23);
        Teacher t2 = new Teacher("lisi",22);
        Teacher t3 = new Teacher("wangwu",24);
        Teacher t4 = new Teacher("zhaoliu",24);
		//把老师添加到集合
        ts.add(t1);
        ts.add(t2);
        ts.add(t3);
        ts.add(t4);
		//遍历集合
        for (Teacher teacher : ts) {
            System.out.println(teacher);
        }
    }
}

两种比较方式总结【理解】

  • 两种比较方式小结
    • 自然排序: 自定义类实现Comparable接口,重写compareTo方法,根据返回值进行排序
    • 比较器排序: 创建TreeSet对象的时候传递Comparator的实现类对象,重写compare方法,根据返回值进行排序
    • 在使用的时候,默认使用自然排序,当自然排序不满足现在的需求时,必须使用比较器排序
  • 两种方式中关于返回值的规则
    • 如果返回值为负数，表示当前存入的元素是较小值，存左边
    • 如果返回值为0，表示当前存入的元素跟集合中元素重复了，不存
    • 如果返回值为正数，表示当前存入的元素是较大值，存右边

那么下面解释一下什么算是“自然排序不满足现在的需求”：
自然排序是自定义类实现Comparable接口，但是比如String的底层代码已经把Comparable接口实现了。
image
String类默认的排序规则是字典序排列，如果我们想要实现按照英文单词长度从短到长排列，而我们又不可能去修改String的底层源码，自然排序就不再满足需求。此时应该考虑比较器排序法。

public static void main(String[] args) {
        Set<String> set = new TreeSet<>((String a,String b)->{
            return a.length()-b.length();
        });            //比较器排序
        String a = "ssd";
        String b = "z";
        String c = "sdfsf";
        set.add(a);
        set.add(b);
        set.add(c);
        for (String s : set) {
            System.out.println(s);
        }
    }
	输出：
	z
	ssd
	sdfsf

HashSet集合

HashSet集合概述和特点【应用】

  • 底层数据结构是哈希表
  • 无序不可重复
  • 没有索引,不能使用普通for循环遍历。可以使用迭代器或者增强foreach语句

HashSet集合的基本应用【应用】

存储字符串并遍历

public class HashSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        HashSet<String> set = new HashSet<String>();

        //添加元素
        set.add("hello");
        set.add("world");
        set.add("java");
        //不包含重复元素的集合
        set.add("world");

        //遍历
        for(String s : set) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

哈希值【理解】

  • 哈希值简介

    ​ 是JDK根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值

  • 如何获取哈希值

    ​ Object类中的public int hashCode()：返回对象的哈希码值

  • 哈希值的特点

    • 同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的
    • 默认情况下，不同对象的哈希值是不同的。而重写hashCode()方法，可以实现让不同对象的哈希值相同

哈希表结构【理解】

哈希表是一个数组和单向链表的结合体。
数组：在查询方面效率很高，随机增删方面效率很低。
单向链表：在随机增删方面效率较高，在查询方面效率很低。
哈希表将以上的两种数据结构融合在一起，充分发挥它们各自的优点。

  • JDK1.8以前

    ​ 数组 + 链表

image

  • JDK1.8以后

    • 节点个数少于等于8个

      ​ 数组 + 链表

    • 节点个数多于8个：链表变成红黑树

      ​ 数组 + 红黑树

    • 节点个数多于8个，之后又小于6个
      红黑树变回链表
      image

原因分析：
若存储的对象的哈希值相同，则对象会在该哈希值对应的数组元素所对应的链表中进行遍历，同时调用equals方法比较属性值，这就涉及到遍历的效率问题，大量查询，大量插入和删除。虽然ALV树是高度平衡的，所以查找起来肯定比红黑树快，但是红黑树在插入和删除方面的性能就远远不是ALV树所能比的了。所以最终用红黑树来改进哈希表。

HashSet集合存储学生对象并遍历【应用】

  • 案例需求

    • 创建一个存储学生对象的集合，存储多个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合
    • 要求：学生对象的成员变量值相同，我们就认为是同一个对象

  • 代码实现

    学生类

    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;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;

        Student student = (Student) o;

        if (age != student.age) return false;
        return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }
}

    测试类

    public class HashSetDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建HashSet集合对象
        HashSet<Student> hs = new HashSet<Student>();

        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("林青霞", 30);
        Student s2 = new Student("张曼玉", 35);
        Student s3 = new Student("王祖贤", 33);

        Student s4 = new Student("王祖贤", 33);

        //把学生添加到集合
        hs.add(s1);
        hs.add(s2);
        hs.add(s3);
        hs.add(s4);

        //遍历集合(增强for)
        for (Student s : hs) {
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
    }
}

  • 总结

    ​ HashSet集合存储自定义类型元素,要想实现元素的唯一,要求必须重写hashCode方法和equals方法



这篇关于【重学Java】Set集合的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！


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