【重學Java】Set集合

Set集合

Set集合概述和特點【應用】

無序不可重複
沒有索引,不能使用普通for循環周遊。可以使用疊代器或者增強foreach語句周遊

TreeSet集合

TreeSet集合概述和特點【應用】

無序不可重複
沒有索引
可以将元素按照規則進行排序（特色）
- TreeSet()：根據其元素的自然排序進行排序
- TreeSet(Comparator comparator) ：根據指定的比較器進行排序

TreeSet集合基本使用【應用】

存儲Integer類型的整數并周遊

public class TreeSetDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //建立集合對象
        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.周遊集合（增強foreach）
        for(Integer i : ts) {
            System.out.println(i);
        }
        System.out.println("===============================");
        //2.周遊集合（疊代器）
        Iterator<Integer> it = ts.iterator(); //如果不指定疊代器類型為Integer，則next()傳回值預設Object類型
        while(it.hasNext()){
            Integer i = it.next();
            System.out.println(i);
        }
    }
}

自然排序Comparable的使用【應用】

案例需求
- 存儲學生對象并周遊，建立TreeSet集合使用無參構造方法
- 要求：按照年齡從小到大排序，年齡相同時，按照姓名的字母順序排序
實作步驟
1. 使用空參構造建立TreeSet集合
  - 用TreeSet集合存儲自定義對象，無參構造方法使用的是自然排序對元素進行排序的
2. 自定義的Student類實作Comparable接口
  - 自然排序，就是讓元素所屬的類實作Comparable接口，重寫compareTo(T o)方法
3. 重寫接口中的compareTo方法
  - 重寫方法時，一定要注意排序規則必須按照要求的主要條件和次要條件來寫

代碼實作

學生類

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) {
        //按照對象的年齡進行排序
        //主要判斷條件: 按照年齡從小到大排序
        int result = this.age - o.age;
        //次要判斷條件: 年齡相同時，按照姓名的字母順序排序
        result = result == 0 ? this.name.compareTo(o.getName()) : result;
        return result;
    }
}

測試類

public class MyTreeSet2 {
    public static void main(String[] args) {
        //建立集合對象
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>();
	    //建立學生對象
        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);
		//把學生添加到集合
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        ts.add(s5);
		//周遊集合
        for (Student student : ts) {
            System.out.println(student);
        }
    }
}

比較器排序Comparator的使用【應用】

案例需求
- 存儲老師對象并周遊，建立TreeSet集合使用帶參構造方法
- 要求：按照年齡從小到大排序，年齡相同時，按照姓名的字母順序排序
實作步驟
- 用TreeSet集合存儲自定義對象，帶參構造方法使用的是比較器排序對元素進行排序的
- 比較器排序，就是讓集合構造方法接收Comparator的實作類對象，重寫compare(T o1,T o2)方法。一般使用匿名内部類或者Lambda表達式實作。
- 重寫方法時，一定要注意排序規則必須按照要求的主要條件和次要條件來寫

代碼實作

老師類

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 +
                '}';
    }
}

測試類

public class MyTreeSet4 {
    public static void main(String[] args) {
      	//建立集合對象（匿名内部類）
        TreeSet<Teacher> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Teacher>() {
            @Override
            public int compare(Teacher o1, Teacher o2) {
                //o1表示現在要存入的那個元素
                //o2表示已經存入到集合中的元素
              
                //主要條件
                int result = o1.getAge() - o2.getAge();
                //次要條件
                result = result == 0 ? o1.getName().compareTo(o2.getName()) : result;
                return result;
            }
       //也可使用Lambda表達式實作
       /*TreeSet<Teacher> ts = new TreeSet<>((Teacher o1, Teacher o2)-> {
              //o1表示現在要存入的那個元素
              //o2表示已經存入到集合中的元素
              //主要條件
              int result = o1.getAge() - o2.getAge();
              //次要條件
              result = result == 0 ? o1.getName().compareTo(o2.getName()) : result;
              return result;
      });*/
        });
		//建立老師對象
        Teacher t1 = new Teacher("zhangsan",23);
        Teacher t2 = new Teacher("lisi",22);
        Teacher t3 = new Teacher("wangwu",24);
        Teacher t4 = new Teacher("zhaoliu",24);
		//把老師添加到集合
        ts.add(t1);
        ts.add(t2);
        ts.add(t3);
        ts.add(t4);
		//周遊集合
        for (Teacher teacher : ts) {
            System.out.println(teacher);
        }
    }
}

兩種比較方式總結【了解】

兩種比較方式小結
- 自然排序: 自定義類實作Comparable接口,重寫compareTo方法,根據傳回值進行排序
- 比較器排序: 建立TreeSet對象的時候傳遞Comparator的實作類對象,重寫compare方法,根據傳回值進行排序
- 在使用的時候,預設使用自然排序,當自然排序不滿足現在的需求時,必須使用比較器排序
兩種方式中關于傳回值的規則
- 如果傳回值為負數，表示目前存入的元素是較小值，存左邊
- 如果傳回值為0，表示目前存入的元素跟集合中元素重複了，不存
- 如果傳回值為正數，表示目前存入的元素是較大值，存右邊

那麼下面解釋一下什麼算是“自然排序不滿足現在的需求”：

自然排序是自定義類實作Comparable接口，但是比如String的底層代碼已經把Comparable接口實作了。

String類預設的排序規則是字典序排列，如果我們想要實作按照英文單詞長度從短到長排列，而我們又不可能去修改String的底層源碼，自然排序就不再滿足需求。此時應該考慮比較器排序法。

public static void main(String[] args) {
        Set<String> set = new TreeSet<>((String a,String b)->{
            return a.length()-b.length();
        });            //比較器排序
        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);
        }
    }
	輸出：
	z
	ssd
	sdfsf

HashSet集合

HashSet集合概述和特點【應用】

底層資料結構是哈希表
無序不可重複
沒有索引,不能使用普通for循環周遊。可以使用疊代器或者增強foreach語句

HashSet集合的基本應用【應用】

存儲字元串并周遊

public class HashSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //建立集合對象
        HashSet<String> set = new HashSet<String>();

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

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

哈希值【了解】

哈希值簡介

是JDK根據對象的位址或者字元串或者數字算出來的int類型的數值
如何擷取哈希值

Object類中的public int hashCode()：傳回對象的哈希碼值
哈希值的特點
- 同一個對象多次調用hashCode()方法傳回的哈希值是相同的
- 預設情況下，不同對象的哈希值是不同的。而重寫hashCode()方法，可以實作讓不同對象的哈希值相同

哈希表結構【了解】

哈希表是一個數組和單向連結清單的結合體。

數組：在查詢方面效率很高，随機增删方面效率很低。

單向連結清單：在随機增删方面效率較高，在查詢方面效率很低。

哈希表将以上的兩種資料結構融合在一起，充分發揮它們各自的優點。

JDK1.8以前

數組 + 連結清單

JDK1.8以後
- 節點個數少于等于8個
  
  數組 + 連結清單
- 節點個數多于8個：連結清單變成紅黑樹
  
  數組 + 紅黑樹
- 節點個數多于8個，之後又小于6個
  
  紅黑樹變回連結清單
  
  【重學Java】Set集合

原因分析：

若存儲的對象的哈希值相同，則對象會在該哈希值對應的數組元素所對應的連結清單中進行周遊，同時調用equals方法比較屬性值，這就涉及到周遊的效率問題，大量查詢，大量插入和删除。雖然ALV樹是高度平衡的，是以查找起來肯定比紅黑樹快，但是紅黑樹在插入和删除方面的性能就遠遠不是ALV樹所能比的了。是以最終用紅黑樹來改進哈希表。

HashSet集合存儲學生對象并周遊【應用】

案例需求
- 建立一個存儲學生對象的集合，存儲多個學生對象，使用程式實作在控制台周遊該集合
- 要求：學生對象的成員變量值相同，我們就認為是同一個對象

代碼實作

學生類

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;
    }
}

測試類

public class HashSetDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //建立HashSet集合對象
        HashSet<Student> hs = new HashSet<Student>();

        //建立學生對象
        Student s1 = new Student("林青霞", 30);
        Student s2 = new Student("張曼玉", 35);
        Student s3 = new Student("王祖賢", 33);

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

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

        //周遊集合(增強for)
        for (Student s : hs) {
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
    }
}

總結

HashSet集合存儲自定義類型元素,要想實作元素的唯一,要求必須重寫hashCode方法和equals方法

【重學Java】Set集合

Set集合

Set集合概述和特點【應用】

TreeSet集合

TreeSet集合概述和特點【應用】

TreeSet集合基本使用【應用】

自然排序Comparable的使用【應用】

比較器排序Comparator的使用【應用】

兩種比較方式總結【了解】

HashSet集合

HashSet集合概述和特點【應用】

HashSet集合的基本應用【應用】

哈希值【了解】

哈希表結構【了解】

HashSet集合存儲學生對象并周遊【應用】

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