Set接口

如图，右面的部分

 

Set接口里面的集合，所存储的元素是不重复的。

没有独有方法，都是继承Collection。

因为是接口，所以要用多态创建对象：

Set<String> set=new HashSet<String>();

 

1 Set集合特点

1）无索引

2）无序

3）不能存重复元素

例：

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class SetTest {
	public static void main(String[] args) {
		Set<String> set=new HashSet<String>();
		set.add("china");
		set.add("Hello");
		set.add("apple");
		set.add("java");
		set.add("Hello");
		
		//遍历
		for(String s:set){
			System.out.println(s);
		}		
	}
}

可以看到，打印顺序和存入顺序不一致。而且最后添加的”Hello”因为重复了，不能加进去。

 

2 Set集合为什么不能存重复元素

HashSet集合，采用哈希表结构存储数据，保证元素唯一性的方式依赖于：hashCode()与equals()方法。

 

2.1哈希表

哈希表底层，使用的也是数组机制数组中也存放对象，而这些对象往数组中存放时的位置比较特殊，当需要把这些对象给数组中存放时，那么会根据这些对象的特有数据结合相应的算法，计算出这个对象在数组中的位置，然后把这个对象存放在数组中。而这样的数组就称为哈希数组，即就是哈希表。是一种链表加数组的形式。

 

理解：（JDK api上的解释：）

 

当向哈希表中存放元素时，需要根据元素的特有数据结合相应的算法，这个算法其实就是Object类中的hashCode方法。由于任何对象都是Object类的子类，所以任何对象有拥有这个方法。即就是在给哈希表中存放对象时，会调用对象的hashCode方法（哈希函数），算出对象在表中的存放位置，这里需要注意，如果两个对象hashCode方法算出结果一样，这样现象称为哈希冲突，这时会调用对象的equals方法，比较这两个对象是不是同一个对象，如果equals方法返回的是true，那么就不会把第二个对象存放在哈希表中，如果返回的是false，就会把这个值存放在哈希表中。

 

2.2所以当set对象调用add方法时，add方法会默认调用对象的hashcode方法，得到哈希值以后去容器中找是否有相同的哈希值，如果没有，直接将元素存入集合。如果有，则再调用该对象的equals方法，比较内容，如果内容相同，则直接扔掉不存入集合，如果不相同，则存入集合，而且存在一条链上。

3 HashSet集合存储元素

3.1 HashSet存储JavaAPI中的类型元素

给HashSet中存储JavaAPI中提供的类型元素时，不需要重写元素的hashCode和equals方法，因为这两个方法，在JavaAPI的每个类中已经重写完毕，如String类、Integer类等。 

 

看一下String类重写的hashCode()方法：

public class Test{
	public static void main(String[] args) {
		String s1=new String("abc");
		String s2=new String("abc");
		System.out.println(s1.hashCode());
		System.out.println(s2.hashCode());		
	}
}

放在hashCode()方法上，ctrl+点击：

 

用这个算法，最后算出”abc”的哈希值为96354。

 

3.2 HashSet存储自定义类型元素

给HashSet中存放自定义类型元素时，需要重写对象中的hashCode和equals方法，建立自己的比较方式，才能保证HashSet集合中的对象唯一。

例：（未重写前）

public class Person {
	private String name;
	private int age;
	
	public Person() {
		super();
	}
	public Person(String name, int age) {
		super();
		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 "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
	}
}

 

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class SetTest3 {
	public static void main(String[] args) {
		Set<Person> set=new HashSet<Person>();
		set.add(new Person("a",10));
		set.add(new Person("b",11));
		set.add(new Person("c",9));
		set.add(new Person("a",10));
		
		for(Person p:set){
			System.out.println(p);
		}
	}
}

可以看到，存入了重复的值。

 

进行一下重写：

public class Person2 {
	private String name;
	private int age;
	
	public Person2() {
		super();
	}
	public Person2(String name, int age) {
		super();
		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 "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
	}
	@Override
	public int hashCode() {		
		return name.hashCode()+age*31;
	}
	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if(obj==null){
			return false;
		}
		
		if(obj==this){
			return true;
		}
		
		if(obj instanceof Person){
			Person2 p=(Person2)obj;
			return p.age==this.age && p.name.equals(this.name);
		}
		
		return false;
	}	
}

再执行SetTest3同样的代码：

说明：

hashCode()的返回值是int类型，Person类的成员变量有两个，name是String类型，可以直接调用String类重写的hashCode()方法，再加上int类型的age就可以了。乘上一个31（或其他数），就可以避免重复的哈希值（例如”a”,10和”b”,9...）太多（一条链上链的太多）。这个数也不能太大，会过多太多容量。（上面那个“桶”的图）

 

这个重写在eclipss也可以点出来：

右键--Source--Generate hashCode() and equals()...

点出来结果是：

这个写法更严谨。

 

总结：保证HashSet集合元素的唯一，其实就是根据对象的hashCode和equals方法来决定的。如果我们往集合中存放自定义的对象，那么保证其唯一，就必须复写hashCode和equals方法建立属于当前对象的比较方式。

 

4 LinkedHashSet

HashSet保证元素唯一，可是元素存放进去是没有顺序的。

在HashSet下面有一个子类LinkedHashSet，它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。而且是双向链接，有序。

用LinkedHashSet存自定义类型也需要重写hashCode和equals方法。

例：

import java.util.LinkedHashSet;
public class LinkedHashSetTest {
	public static void main(String[] args) {
		LinkedHashSet<String> set=new LinkedHashSet<String>();
		set.add("china");
		set.add("Hello");
		set.add("apple");
		set.add("java");
		//遍历
		for(String s:set){
			System.out.println(s);			
		}		
	}
}

可以看到取出顺序和存入顺序一致。

 

5判断集合元素唯一的原理

5.1 ArrayList的contains方法判断元素是否重复原理

 

使用传入的元素的equals方法依次与集合中的元素比较。

所以ArrayList存放自定义类型时，需要重写元素的equals方法。

 

5.2 HashSet的add/contains等方法判断元素是否重复原理

 

判断唯一的依据是元素类型的hashCode与equals方法的返回结果。

先判断新元素与集合内已经有的旧元素的HashCode值

如果不同，说明是不同元素，添加到集合。

如果相同，再判断equals比较结果。返回true则相同元素；返回false则不同元素，添加到集合。

 

所以使用HashSet存储自定义类型，需要重写该元素类的hashcode与equals方法。