Java中的集合Set - 入门篇

大家好啊，我是汤圆，今天给大家带来的是《Java中的集合Set - 入门篇》，希望对大家有帮助，谢谢

简介

前面介绍了集合List，映射Map，最后再简单介绍下集合Set，相关类如下图所示

正文

Set从外面看像List（都是存储单一数据的集合），只不过存储的数据不会有重复；
但是里面却是Map映射（因为它内存存储是基于Map结构实现），这也是为什么把Set放到Map后面来说的原因。

Set和Map有什么关系呢？

因为Map的键不会有重复，所以Set就利用了Map的这个特点，将其作为内部成员变量来使用
比如我们看下HashSet内部的源码，可以看到，基本上所有操作都是基于其内部的成员变量HashMap进行的

private transient HashMap<E,Object> map; // 这个常量只是为了适配Map的键值对结构，无实际意义 private static final Object PRESENT = new Object(); public HashSet() { map = new HashMap<>(); } public int size() { return map.size(); } public boolean contains(Object o) { return map.containsKey(o); } public boolean add(E e) { return map.put(e, PRESENT)==null; } public boolean remove(Object o) { return map.remove(o)==PRESENT; } Set的种类

Set的种类类似Map
Set主要有三种类型：HashSet(常用)、TreeSet（树形结构）、LinkedHashSet（前两者的结合）

我们先来看一下Set接口主要的几个方法：

boolean add(E e)：往Set中添加元素

boolean contains(Object o)：查询Set是否包含指定对象

boolean remove(Object o)：从Set中删除指定对象

int size()：返回Set的元素数量

下面我们简单看下三者的区别

HashSet TreeSet LinkedHashSet
访问速度   快   慢   适中  
元素是否有序   无序   有序，默认升序   有序，默认按插入的顺序  
适用场景   为快速查询而设计（用的最多）   需要排序的场景   需要保证查询和插入顺序一致的场景  

接下来我们以HashSet为例，来介绍Set接口

HashSet

HashSet是一个无序集合
因为它内部是基于HashMap实现

上面的源码我们有看到，HashSet每插入一个元素，就将该元素作为内部hashMap的key，然后常量Object作为hashMap的value，存储到hashMap中

如果元素的hash值没有重复，就按照数组的方式依次排列；

如果hash值有重复的，就添加到已有的值对后面，形成链表结构；

整体结构 如下图所示

下面用代码示范一下

public class SetDemo { public static void main(String[] args) { // 初始化 Set<Integer> set = new HashSet<>(); // 添加元素 set.add(10); // 元素数量 int size = set.size(); System.out.println(size); // 查询元素是否存在 boolean isContain = set.contains(10); System.out.println(set); // 删除 set.remove(10); System.out.println(set); } } TreeSet

TreeSet在插入的时候，可以按照元素进行排序（默认升序）

它适合用在排序比较多的场景，性能会比HashSet差一些

下面用代码示范一下（重点要来了）

public class SetDemo { public static void main(String[] args) { // TreeSet B b = new B(); // 初始化 Set<B> set2 = new TreeSet<>(); // 添加元素 set2.add(b); // 元素数量 int size2 = set2.size(); System.out.println(size2); // 查询元素是否存在 boolean isContain2 = set2.contains(b); System.out.println(set2); // 删除 set2.remove(b); System.out.println(set2); } } class B{ }

这段代码看似一切正常，实则暗藏玄机

如果你运行这段代码，会报出下面的错误提示：类B不能转换为Comparable。

可是为什么要转换呢？我也没有转换啊

那是因为内部自动转换了

TreeSet啥时候会自动将元素类转为Comparable呢？

是在你插入第一个数据开始，内部就已经开始在做比较了（第一次先自己跟自己做比较，目的就是检查你这个数据有没有实现Comparable接口）；

后面每插一个数据，都要从根节点开始挨个比较排序

这其实也算也是TreeSet内部排序的工作原理

所以上面这段代码需要让B实现Comparable接口，改后如下所示

public class SetDemo { public static void main(String[] args) { // TreeSet B b = new B(); // 初始化 Set<B> set2 = new TreeSet<>(); // 添加元素 // 此时运行没问题 set2.add(b); // 元素数量 int size2 = set2.size(); System.out.println(size2); // 查询元素是否存在 boolean isContain2 = set2.contains(b); System.out.println(set2); // 删除 set2.remove(b); System.out.println(set2); } } // 这里实现了Comparable class B implements Comparable{ @Override public int compareTo(Object o) { return this.hashCode()>o.hashCode() ? 1 : -1; } }

此时运行就没问题了

那为什么TreeMap没有这个问题呢？