1、Set 接口和常用方法
（1）Set 接口基本介绍
① 无序（添加和去除的顺序不一致），没有索引；
② 不允许重复元素，所以最多包含一个null；
（2）Set 接口的常用方法
和 List 接口一样， Set 接口也是 Collection 的子接口，因此，常用方法和 Collection 接口一样。
（3）Set 接口的遍历方式
同Collection的遍历方式一样，因为Set接口是Collection接口的子接口。
① 可以使用迭代器；
② 增强for；
③ 不能使用索引的方式来获取。
（4）Set接口的常用方法举例
@SuppressWarnings({"all"})
public class SetMethod {
public static void main(String[] args) {
//解读
//1. 以Set 接口的实现类 HashSet 来讲解Set 接口的方法
//2. set 接口的实现类的对象(Set接口对象), 不能存放重复的元素, 可以添加一个null
//3. set 接口对象存放数据是无序(即添加的顺序和取出的顺序不一致)
//4. 注意：取出的顺序的顺序虽然不是添加的顺序，但是他的固定.
Set set = new HashSet();
set.add("john");
set.add("lucy");
set.add("john");//重复
set.add("jack");
set.add("hsp");
set.add("mary");
set.add(null);//
set.add(null);//再次添加null
for(int i = 0; i <10;i ++) {
System.out.println("set=" + set);
}
//遍历
//方式1： 使用迭代器
System.out.println("=====使用迭代器====");
Iterator iterator = set.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Object obj = iterator.next();
System.out.println("obj=" + obj);
}
set.remove(null);
//方式2: 增强for
System.out.println("=====增强for====");
for (Object o : set) {
System.out.println("o=" + o);
}
//set 接口对象，不能通过索引来获取
}
}
2、Set 接口实现类-HashSet
（1）HashSet的全面说明
① HashSet实现了Set接口；
② HashSet实际上是HashMap；
③ 可以存放null值，但是只能有一个null；
④ HashSet不保证元素是有序的，取决于hash后，再确定索引的结果；（即，不保证存放元素的顺序和取出顺序一致）
⑤ 不能有重复元素/对象。
（2）HashSet案例说明
@SuppressWarnings({"all"})
public class HashSet01 {
public static void main(String[] args) {
HashSet set = new HashSet();
//说明
//1. 在执行add方法后，会返回一个boolean值
//2. 如果添加成功，返回 true, 否则返回false
//3. 可以通过 remove 指定删除哪个对象
System.out.println(set.add("john"));//T
System.out.println(set.add("lucy"));//T
System.out.println(set.add("john"));//F
System.out.println(set.add("jack"));//T
System.out.println(set.add("Rose"));//T
set.remove("john");
System.out.println("set=" + set);//3个
//
set = new HashSet();
System.out.println("set=" + set);//0
//4 Hashset 不能添加相同的元素/数据?
set.add("lucy");//添加成功
set.add("lucy");//加入不了
set.add(new Dog("tom"));//OK
set.add(new Dog("tom"));//Ok
System.out.println("set=" + set);
//在加深一下. 非常经典的面试题.
//看源码，做分析， 先给小伙伴留一个坑，以后讲完源码，你就了然
//去看他的源码，即 add 到底发生了什么?=> 底层机制.
set.add(new String("hsp"));//ok
set.add(new String("hsp"));//加入不了.
System.out.println("set=" + set);
}
}
class Dog { //定义了Dog类
private String name;
public Dog(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Dog{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
@SuppressWarnings({"all"})
public class HashSetStructure {
public static void main(String[] args) {
//模拟一个HashSet的底层 (HashMap 的底层结构)
//1. 创建一个数组，数组的类型是 Node[]
//2. 有些人，直接把 Node[] 数组称为 表
Node[] table = new Node[16];
//3. 创建结点
Node john = new Node("john", null);
table[2] = john;
Node jack = new Node("jack", null);
john.next = jack;// 将jack 结点挂载到john
Node rose = new Node("Rose", null);
jack.next = rose;// 将rose 结点挂载到jack
Node lucy = new Node("lucy", null);
table[3] = lucy; // 把lucy 放到 table表的索引为3的位置.
System.out.println("table=" + table);
}
}
class Node { //结点, 存储数据, 可以指向下一个结点，从而形成链表
Object item; //存放数据
Node next; // 指向下一个结点
public Node(Object item, Node next) {
this.item = item;
this.next = next;
}
}
（3）HashSet底层
@SuppressWarnings({"all"})
public class HashSetSource {
public static void main(String[] args) {
HashSet hashSet = new HashSet();
hashSet.add("java");//到此位置，第1次add分析完毕.
hashSet.add("php");//到此位置，第2次add分析完毕
hashSet.add("java");
System.out.println("set=" + hashSet);
/*
对HashSet 的源码解读
1. 执行 HashSet()
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
2. 执行 add()
public boolean add(E e) {//e = "java"
return map.put(e, PRESENT)==null;//(static) PRESENT = new Object();
}
3.执行 put() , 该方法会执行 hash(key) 得到key对应的hash值 算法h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)
public V put(K key, V value) {//key = "java" value = PRESENT 共享
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
4.执行 putVal
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; //定义了辅助变量
//table 就是 HashMap 的一个数组，类型是 Node[]
//if 语句表示如果当前table 是null, 或者 大小=0
//就是第一次扩容，到16个空间.
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
//(1)根据key，得到hash 去计算该key应该存放到table表的哪个索引位置
//并把这个位置的对象，赋给 p
//(2)判断p 是否为null
//(2.1) 如果p 为null, 表示还没有存放元素, 就创建一个Node (key="java",value=PRESENT)
//(2.2) 就放在该位置 tab[i] = newNode(hash, key, value, null)
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
//一个开发技巧提示： 在需要局部变量(辅助变量)时候，在创建
Node<K,V> e; K k; //
//如果当前索引位置对应的链表的第一个元素和准备添加的key的hash值一样
//并且满足 下面两个条件之一:
//(1) 准备加入的key 和 p 指向的Node 结点的 key 是同一个对象
//(2) p 指向的Node 结点的 key 的equals() 和准备加入的key比较后相同
//就不能加入
if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
//再判断 p 是不是一颗红黑树,
//如果是一颗红黑树，就调用 putTreeVal , 来进行添加
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {//如果table对应索引位置，已经是一个链表, 就使用for循环比较
//(1) 依次和该链表的每一个元素比较后，都不相同, 则加入到该链表的最后
// 注意在把元素添加到链表后，立即判断 该链表是否已经达到8个结点
// , 就调用 treeifyBin() 对当前这个链表进行树化(转成红黑树)
// 注意，在转成红黑树时，要进行判断, 判断条件
// if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY(64))
// resize();
// 如果上面条件成立，先table扩容.
// 只有上面条件不成立时，才进行转成红黑树
//(2) 依次和该链表的每一个元素比较过程中，如果有相同情况,就直接break
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD(8) - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
//size 就是我们每加入一个结点Node(k,v,h,next), size++
if (++size > threshold)
resize();//扩容
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
*/
}
}
（4）HashSet 课堂练习
@SuppressWarnings({"all"})
public class HashSetExercise {
public static void main(String[] args) {
/**
定义一个Employee类，该类包含：private成员属性name,age 要求:
创建3个Employee 对象放入 HashSet中
当 name和age的值相同时，认为是相同员工, 不能添加到HashSet集合中
*/
HashSet hashSet = new HashSet();
hashSet.add(new Employee("milan", 18));//ok
hashSet.add(new Employee("smith", 28));//ok
hashSet.add(new Employee("milan", 18));//加入不成功.
//回答,加入了几个? 3个
System.out.println("hashSet=" + hashSet);
}
}
//创建Employee
class Employee {
private String name;
private int age;
public Employee(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 "Employee{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
//如果name 和 age 值相同，则返回相同的hash值
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Employee employee = (Employee) o;
return age == employee.age &&
Objects.equals(name, employee.name);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, age);
}
}
@SuppressWarnings({"all"})
public class HashSetPractice01 {
public static void main(String[] args) {
HashSet hashSet = new HashSet();
hashSet.add(new Employee01("小李",30000,new MyDate(1999,6,14)));
hashSet.add(new Employee01("小李",30000,new MyDate(1999,6,14)));
for (Object o :hashSet) {
System.out.println(o);
}
}
}
@SuppressWarnings({"all"})
class Employee01{
private String name;
private double sal;
private MyDate birthday;
public Employee01(String name, double sal, MyDate birthday) {
this.name = name;
this.sal = sal;
this.birthday = birthday;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public double getSal() {
return sal;
}
public void setSal(double sal) {
this.sal = sal;
}
public MyDate getBirthday() {
return birthday;
}
public void setBirthday(MyDate birthday) {
this.birthday = birthday;
}
@Override
public String toString() {
return "Employee01{" +
"name='" + name + '\'' +
", sal=" + sal +
", birthday=" + birthday +
'}';
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Employee01 that = (Employee01) o;
return Objects.equals(name, that.name) &&
Objects.equals(birthday, that.birthday);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, birthday);
}
}
@SuppressWarnings({"all"})
class MyDate{
private int year;
private int month;
private int day;
public MyDate(int year, int month, int day) {
this.year = year;
this.month = month;
this.day = day;
}
public int getYear() {
return year;
}
public void setYear(int year) {
this.year = year;
}
public int getMonth() {
return month;
}
public void setMonth(int month) {
this.month = month;
}
public int getDay() {
return day;
}
public void setDay(int day) {
this.day = day;
}
@Override
public String toString() {
return "MyDate{" +
"year=" + year +
", month=" + month +
", day=" + day +
'}';
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
MyDate myDate = (MyDate) o;
return year == myDate.year &&
month == myDate.month &&
day == myDate.day;
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(year, month, day);
}
}
3、Set 接口实现类-LinkedHashSet
（1）LinkedHashSet 的全面说明
① LinkedHashSet 是 HashSet 的子类；
② LinkedHashSet 底层是一个 LinkedHashMap，底层维护了一个数组+双向链表；
③ LinkedHashSet 根据元素 hashCode来决定元素的存储位置，同时使用链表维护元素的次序（图），这使得元素看起来是以插入顺序保存的；
④ LinkedHashSet 不允许添加重复元素。
@SuppressWarnings({"all"})
public class LinkedHashSetSource {
public static void main(String[] args) {
//分析一下LinkedHashSet的底层机制
Set set = new LinkedHashSet();
set.add(new String("AA"));
set.add(456);
set.add(456);
set.add(new Customer("刘", 1001));
set.add(123);
set.add("HSP");
System.out.println("set=" + set);
//解读
//1. LinkedHashSet 加入顺序和取出元素/数据的顺序一致
//2. LinkedHashSet 底层维护的是一个LinkedHashMap(是HashMap的子类)
//3. LinkedHashSet 底层结构 (数组table+双向链表)
//4. 添加第一次时，直接将 数组table 扩容到 16 ,存放的结点类型是 LinkedHashMap$Entry
//5. 数组是 HashMap$Node[] 存放的元素/数据是 LinkedHashMap$Entry类型
/*
//继承关系是在内部类完成.
static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
Entry<K,V> before, after;
Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
super(hash, key, value, next);
}
}
*/
}
}
class Customer {
private String name;
private int no;
public Customer(String name, int no) {
this.name = name;
this.no = no;
}
}
（2）LinkedHashSet练习题
@SuppressWarnings({"all"})
public class LinkedHashSetExercise {
public static void main(String[] args) {
LinkedHashSet linkedHashSet = new LinkedHashSet();
linkedHashSet.add(new Car("奥拓", 1000));//OK
linkedHashSet.add(new Car("奥迪", 300000));//OK
linkedHashSet.add(new Car("法拉利", 10000000));//OK
linkedHashSet.add(new Car("奥迪", 300000));//加入不了
linkedHashSet.add(new Car("保时捷", 70000000));//OK
linkedHashSet.add(new Car("奥迪", 300000));//加入不了
System.out.println("linkedHashSet=" + linkedHashSet);
}
}
/**
* Car 类(属性:name,price)， 如果 name 和 price 一样，
* 则认为是相同元素，就不能添加。 5min
*/
class Car {
private String name;
private double price;
public Car(String name, double price) {
this.name = name;
this.price = price;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public double getPrice() {
return price;
}
public void setPrice(double price) {
this.price = price;
}
@Override
public String toString() {
return "\nCar{" +
"name='" + name + '\'' +
", price=" + price +
'}';
}
//重写equals 方法 和 hashCode
//当 name 和 price 相同时， 就返回相同的 hashCode 值, equals返回t
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Car car = (Car) o;
return Double.compare(car.price, price) == 0 &&
Objects.equals(name, car.name);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, price);
}
}
