Set接口

• Set接口是Collection的子接口，set接口没有提供额外的方法。
• Set 集合不允许包含相同的元素，如果试把两个相同的元素加入同一个 Set 集合中，则添加操作失败。
• Set 判断两个对象是否相同不是使用 == 运算符，而是根据 equals 方法。因此存放到Set集合中的元素一定要注意equals方法的重写。

Set的常用实现类有：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet。

HashSet

1、概述

• HashSet 是 Set 接口的典型实现，大多数时候使用 Set 集合时都使用这个实现类。
• HashSet 按 Hash 算法来存储集合中的元素，因此具有很好的存取和查找性能。
• HashSet 集合判断两个元素相等的标准：两个对象通过 hashCode() 方法比较相等，并且两个对象的 equals() 方法返回值也相等。
• 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，通过某种散列函数决定该对象在 HashSet 中的存储位置。（这个散列函数会与底层数组的长度相计算得到在数组中的下标，并且这种散列函数计算还尽可能保证能均匀存储元素，越是散列分布，该散列函数设计的越好）
• 如果两个元素的hashCode()值相等，会再继续调用equals方法，如果equals方法结果为true，添加失败，如果为false，那么会保存该元素，但是该数组的位置已经有元素了，那么会通过链表的方式继续链接。
• HashSet 具有以下特点：
• 不能保证元素的排列顺序
• HashSet 不是线程安全的
• 集合元素可以有一个是 null

底层也是数组，初始容量为16，当如果使用率超过0.75，（16*0.75=12）就会扩大容量为原来的2倍。（16扩容为32，依次为64,128….等）

结论：存放到Set集合中的元素一定要注意equals和hashcode方法的重写。

2、hashCode和equals方法

重写equals()方法的原则：

• 对称性：如果equals(y)返回是“true”，那么y.equals(x)也应该返回是“true”。
• 自反性：equals(x)必须返回是“true”。
• 类推性：如果equals(y)返回是“true”，而且y.equals(z)返回是“true”，那么z.equals(x)也应该返回是“true”。
• 一致性：如果equals(y)返回是“true”，只要x和y内容一直不变，不管你重复x.equals(y)多少次，返回都是“true”。
• 任何情况下，equals(null)，永远返回是“false”；x.equals(和x不同类型的对象)永远返回是“false”。

重写 hashCode() 方法的基本原则

• 在程序运行时，同一个对象多次调用 hashCode() 方法应该返回相同的值
• 当两个对象的 equals() 方法比较返回 true 时，这两个对象的 hashCode() 方法的返回值也应相等
• 对象中用作 equals() 方法比较的属性Field，都应该用来计算 hashCode 值

LinkedHashSet

LinkedHashSet 是 HashSet 的子类

LinkedHashSet 根据元素的 hashCode 值来决定元素的存储位置，但它同时使用链表维护元素的次序，这使得元素看起来是以插入顺序保存的。

LinkedHashSet插入性能略低于 HashSet，但在迭代访问 Set 里的全部元素时有很好的性能。

LinkedHashSet 不允许集合元素重复。

TreeSet

TreeSet 是 SortedSet 接口的实现类，TreeSet 可以确保集合元素处于排序状态。

TreeSet 两种排序方法：自然排序和定制排序。默认情况下，TreeSet 采用自然排序。

1、自然排序

TreeSet 会调用集合元素的 compareTo(Object obj) 方法来比较元素之间的大小关系，然后将集合元素按升序排列，如果试图把一个对象添加到 TreeSet 时，则该对象的类必须实现 Comparable 接口。实现 Comparable 的类必须实现 compareTo(Object obj) 方法，两个对象即通过 compareTo(Object obj) 方法的返回值来比较大小。

向 TreeSet 中添加元素时，只有第一个元素无须比较compareTo()方法，后面添加的所有元素都会调用compareTo()方法进行比较。

因为只有相同类的两个实例才会比较大小，所以向 TreeSet 中添加的应该是同一个类的对象

对于 TreeSet 集合而言，它判断两个对象是否相等的唯一标准是：两个对象通过 compareTo(Object obj) 方法比较返回值

当需要把一个对象放入 TreeSet 中，重写该对象对应的 equals() 方法时，应保证该方法与 compareTo(Object obj) 方法有一致的结果：如果两个对象通过 equals() 方法比较返回 true，则通过 compareTo(Object obj) 方法比较应返回 0。否则让人难以理解。

Comparable 的典型实现：

• BigDecimal、BigInteger 以及所有的数值型对应的包装类：按它们对应的数值大小进行比较
• Character：按字符的 unicode值来进行比较
• Boolean：true 对应的包装类实例大于 false 对应的包装类实例
• String：按字符串中字符的 unicode 值进行比较
• Date、Time：后边的时间、日期比前面的时间、日期大

2、定制排序

• TreeSet的自然排序是根据集合元素的大小，进行元素升序排列。如果需要定制排序，比如降序排列，可通过Comparator接口的帮助。需要重写compare(T o1,T o2)方法。利用int compare(T o1,T o2)方法，比较o1和o2的大小：如果方法返回正整数，则表示o1大于o2；如果返回0，表示相等；返回负整数，表示o1小于o2。
• 要实现定制排序，需要将实现Comparator接口的实例作为形参传递给TreeSet的构造器。
• 此时，仍然只能向TreeSet中添加类型相同的对象。否则发生ClassCastException异常。
• 使用定制排序判断两个元素相等的标准是：通过Comparator比较两个元素返回了0。
• 当使用具有与 equals 不一致的强行排序能力的 Comparator 对有序 set（或有序映射）进行排序时，应该小心谨慎。假定一个带显式 Comparator c 的有序 set（或有序映射）与从 set S 中抽取出来的元素（或键）一起使用。如果 c 强行对 S 进行的排序是与 equals 不一致的，那么有序 set（或有序映射）将是行为“怪异的”。

3、结论

• 放到TreeSet集合中的元素必须是同一个类型的元素
• 放到TreeSet集合中的元素必须实现Comparable接口，重写compareTo(Object obj)方法，并且需要使得equals方法的与compareTo方法结果一直，即如果两个对象通过 equals() 方法比较返回 true，则通过 compareTo(Object obj) 方法比较应返回 0。
• TreeSet的自然排序是根据集合元素的大小，进行元素升序排列。如果需要定制排序，比如降序排列，可以将实现Comparator接口的实例作为形参传递给TreeSet的构造器，那么添加元素时，将调用compare(T o1,T o2)方法作为排序依据。同时也应该注意equals方法与compare(T o1,T o2)方法的结果一致。

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