javase Set集合

news2024/11/26 10:45:33

Collection子接口2：Set

5.1 Set接口概述

Set接口是Collection的子接口，Set接口相较于Collection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集合支持的遍历方式和Collection集合一样：foreach和Iterator。
Set的常用实现类有：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet。

5.2 Set主要实现类：HashSet

5.2.1 HashSet概述

HashSet 是 Set 接口的主要实现类，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，因此具有很好的存储、查找、删除性能。
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
- 集合元素可以是 null
HashSet 集合判断两个元素相等的标准：两个对象通过 hashCode() 方法得到的哈希值相等，并且两个对象的 equals()方法返回值为true。
对于存放在Set容器中的对象，对应的类一定要重写hashCode()和equals(Object obj)方法，以实现对象相等规则。即：“相等的对象必须具有相等的散列码”。
HashSet集合中元素的无序性，不等同于随机性。这里的无序性与元素的添加位置有关。具体来说：我们在添加每一个元素到数组中时，具体的存储位置是由元素的hashCode()调用后返回的hash值决定的。导致在数组中每个元素不是依次紧密存放的，表现出一定的无序性。

5.2.2 HashSet中添加元素的过程：

第1步：当向 HashSet 集合中存入一个元素时，HashSet 会调用该对象的 hashCode() 方法得到该对象的 hashCode值，然后根据 hashCode值，通过某个散列函数决定该对象在 HashSet 底层数组中的存储位置。
第2步：如果要在数组中存储的位置上没有元素，则直接添加成功。
第3步：如果要在数组中存储的位置上有元素，则继续比较：
- 如果两个元素的hashCode值不相等，则添加成功；
- 如果两个元素的hashCode()值相等，则会继续调用equals()方法：
  - 如果equals()方法结果为false，则添加成功。
  - 如果equals()方法结果为true，则添加失败。
第2步添加成功，元素会保存在底层数组中。

第3步两种添加成功的操作，由于该底层数组的位置已经有元素了，则会通过链表的方式继续链接，存储。

5.2.3 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 Field，都应该用来计算 hashCode 值。

注意：如果两个元素的 equals() 方法返回 true，但它们的 hashCode() 返回值不相等，hashSet 将会把它们存储在不同的位置，但依然可以添加成功。

5.2.4 重写equals()方法的基本原则

重写equals方法的时候一般都需要同时复写hashCode方法。通常参与计算hashCode的对象的属性也应该参与到equals()中进行计算。
推荐：开发中直接调用Eclipse/IDEA里的快捷键自动重写equals()和hashCode()方法即可。
- 为什么用Eclipse/IDEA复写hashCode方法，有31这个数字？

首先，选择系数的时候要选择尽量大的系数。因为如果计算出来的hash地址越大，所谓的“冲突”就越少，查找起来效率也会提高。（减少冲突）

其次，31只占用5bits,相乘造成数据溢出的概率较小。

再次，31可以由i*31== (i<<5)-1来表示,现在很多虚拟机里面都有做相关优化。（提高算法效率）

最后，31是一个素数，素数作用就是如果我用一个数字来乘以这个素数，那么最终出来的结果只能被素数本身和被乘数还有1来整除！(减少冲突)

5.2.5 练习

练习1：在List内去除重复数字值，要求尽量简单

package lecodePac;

import org.junit.Test;
import setStudy.Person;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;

/**
 * ClassName: Eexoen
 * Package: lecodePac
 * Description:
 *
 * @Author 吴伟贤
 * @Create 2024/3/19 20:40
 * @Version 1.0
 */
public class Eexoen {
    public static List copyDivList(List list){
        HashSet set = new HashSet();
        for (Object obj : list) {
            set.add(obj);
        }
        ArrayList list1 = new ArrayList();
        for (Object obj: set ){
            list1.add(obj);
        }
        return list1;
    }

    public static void main(String[] args) {

        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(23);
        list.add(23);
        list.add(22);
        list.add(22);
        list.add(21);
        list.add(21);

//        List newList = copyDivList(list);
//        System.out.println(newList);
        List list1 = copyList(list);
        System.out.println(list1);

    }
 public static List copyList(List list){
//方式1；
        //     HashSet set = new HashSet();
//
//     for (Object obj : list) {
//         set.add(obj);
//     }
//     ArrayList al = new ArrayList();
//     for (Object obj : set) {
//          al.add(obj);
//     }
//     return al;
 //方式2：
     HashSet set = new HashSet(list);
     ArrayList list1 = new ArrayList(set);
     return list1;
 }


}

练习2：获取随机数

编写一个程序，获取10个1至20的随机数，要求随机数不能重复。并把最终的随机数输出到控制台。

  @Test
    public void test1() {
        HashSet set = new HashSet();
        while (set.size() < 10) {
            int random = (int) (Math.random() * (20 - 1 + 1) + 1);
            set.add(random);
        }
        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

面试题

package setStudy;

import java.nio.file.attribute.UserDefinedFileAttributeView;
import java.util.Objects;

/**
 * ClassName: Person
 * Package: setStudy
 * Description:
 *
 * @Author 吴伟贤
 * @Create 2024/3/19 14:06
 * @Version 1.0
 */
public class Person implements Comparable{
     String name;
     int age;

    public Person() {
    }

    public Person(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;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        System.out.println("Person equals.....");
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);
    }
    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }

    /**
     * 比较年龄从小到达排列，如果年龄相同，则继续比较姓名，从小到大
     * @param o
     * @return
     */
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if(this == o){
            return 0;
        }
        if(o instanceof Person){
            Person p1 = (Person) o;
            int value = this.age - p1.age;
            if(value != 0){
                return value;
            }
            return this.name.compareTo(p1.name);
        }
        throw new RuntimeException("类型不匹配");
    }
}

@Test
    public void test1() {
        HashSet set = new HashSet();
        Person p1 = new Person("AA",1001);
        Person p2 = new Person("BB",1002);

        set.add(p1);
        set.add(p2);
        System.out.println(set);

        p1.name = "CC";
        set.remove(p1);
        System.out.println(set);

        set.add(new Person("CC",1001));
        System.out.println(set);

        set.add(new Person("AA",1001));
        System.out.println(set);
    }