Set集合

一、Set集合简介

　　Set集合简单来说相当于一个桶，程序可以依次的把多个对象丢进桶中（Set集合）

　　Set继承于Collection接口，是一个不允许出现重复元素，并且无序的集合，主要有hashSet和TreeSet两大实现类。

二、hashSet

　　hashSet是Set接口的典型实现，大多数使用Set集合就是使用这个实现类。

　　hashSet是基于hashmap实现的，默认构造函数是构建一个初始容量为16，负载因子为0.75的hashmap。

　　放入hashSet中的集合元素实际上是由hashmap中的key来保存的，value存储了一个静态的Object对象。

　　特点：

　　　　1、不能保证元素的排列顺序，也就是无序

　　　　2、hashSet不是同步的，也就是非线程安全的，为了防止对外不同步，应该在创建的时候使用Collections.synchronizedSet方法来包装Set

　　　　代码示意：

package collection;

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

public class Demo7 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        TestHashSet run2 = new TestHashSet();
        Thread thread1 = new Thread(run2);
        Thread thread2 = new Thread(run2);
        thread1.start();
        thread2.start();//两个线程对同一个任务里面的Hashset添加数据，验证hashset不是线程安全的。
        Thread.sleep(100);
        System.out.println(run2.set.size());//测试结果表明，一般情况下都是超过1000个数据的
    }
}
class TestHashSet implements Runnable {
    // 实现Runnable 让该集合能被多个线程访问
    Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();

    // 线程的执行就是插入1000个整数
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            set.add(i);
        }
    }
}

　　　　3、集合元素值可以为null

 　　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。底层数据结构是哈希表。

　　哈希表：一个元素为链表的数组，综合了数组和链表的优点。

　　hashSet中add方法解析：

　　　　add方法实际上是调用了底层hashMap的put方法。

　　　　首先是判断元素Key是否存在，如果不存在那么插入，如果存在，那么不插入。

　　　　问：是怎么判断key是否存在呢？

　　　　答:当我们向Set对象中添加对象时，首先调用此对象类的hashCode方法，计算出这个对象的哈希值，这个哈希值就相当于具体是那个桶（数组的下标），

　　　　再判断，这个桶（下标）的位置有没有已存储对象，如果没有，那么直接存储此对象，如果已存储有对象，则调用equals方法比较两个对象是否相同，相同则不添加，这样也就避免了hashSet中不存在重复值。

　　hashSet的遍历方式

package collection;

import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;

public class Demo8 {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<String> strings = new HashSet<>();
        strings.add("你好");
        strings.add("hello");
        //第一种遍历方式
        for (String s:strings) {
            System.out.println(s);
        }
        //第二种遍历方式
        Iterator iterator = strings.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

　　总结：map是整个HashSet的核心，而PRESENT则是用来造一个假的value来用的。Map有键和值，HashSet相当于只有键，值都是相同的固定值，即PRESENT。

三、TreeSet

　　首先此集合从名字上来看与树有关，TreeSet也是基于Map来实现，其底层结构为红黑树

　　与hashSet同理，TreeSet继承AbstractSet类，获得了set集合基础实现操作。

　　TreeSet中add方法解析：

　　实际上调用了底层TreeMap的put方法，再put方法中会调用到Compare（Key，Key）方法，进行key大小的比较。

　　如果比第一个元素大，就存入树结构根的右侧，如果比第一个元素小，就存入树结构根的左侧。

　　特点：

　　　　1、没有重复元素

　　　　2、添加，删除元素，判断元素是否存在，效率比较高

　　　　3、有序，为了有序，实现了Comparable接口或者通过构造方法提供一个Comparator对象

　　TreeSet的元素支持两种排序方式：

　　　　自然排序：往TreeSet中添加基本类型调用的是TreeSet的无参构造方法，因此是自然排序

package collection;

import java.util.TreeSet;

public class TreeSetTest {
    public static void main(String[] args) {
        //自然排序实现了排序和去重
        TreeSet<Integer> treeSet = new TreeSet<>();
        treeSet.add(11);
        treeSet.add(13);
        treeSet.add(12);
        treeSet.add(12);
        for (Integer s:treeSet) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

　　　　根据提供的Comparator进行排序

package collection;

public class Dog implements Comparable{
    private String name;
    private int age;

    public Dog(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        return 0;//当返回0时，集合中只有一个元素
        //return 1;当返回1时，会顺序存储
        //return -1;当返回-1时，会倒序存储
    }
}

package collection;

import java.util.TreeSet;

public class TreeSetTest {
    public static void main(String[] args) {
        //自然排序实现了排序和去重
        TreeSet<Dog> treeSet = new TreeSet<>();
        Dog dog1 = new Dog("金毛",25);
        Dog dog2 = new Dog("哈士奇",22);
        Dog dog3 = new Dog("阿拉斯加",24);
        Dog dog4 = new Dog("萨摩耶",21);
        Dog dog5 = new Dog("柴犬",20);
        treeSet.add(dog1);
        treeSet.add(dog2);
        treeSet.add(dog3);
        treeSet.add(dog4);
        treeSet.add(dog5);
        for (Dog dog : treeSet) {
            System.out.println(dog.getName()+"---"+dog.getAge());
        }
    }
}

　　　　问：为什么返回0，只会存一个元素，返回-1会倒序存储，返回1会怎么存就怎么取呢？

　　　　答：当返回结果为0时：元素值每次比较都认为是相同的元素，这时就不再插入新元素。

 

　　　　答：当返回结果为1时：元素值每次比较，都认为新插入的元素比上一个元素大，于是二叉树存储时，会存入根的右侧，读取时就是正序

 

 

 　　　　当返回结果为-1时：元素值每次比较，都认为新插入的元素比上一个元素小，于是二叉树存储时，会存再根的左侧，读取时就是倒序

　　元素是如何存储进去的？

　　

 

　　总结，TreeSet底层是二叉树结构，红黑树是一种自平衡的二叉树。对add新对象按照指定的顺序进行排序，每增加一个对象都会进行排序，将对象插入到二叉树指定的位置。

　　使用场景分析：HashSet是基于hash算法实现的，其性能通常是优于TreeSet，为了快速查找而设计的，通常应该使用HashSet，在需要排序的功能时才使用TreeSet。