集合工具类之Set特点和实现类的详解

Set是Collection子接口，模拟了数学上的集的概念。

Set集合存储特点：

1) 不允许元素重复。

2) 不会记录元素的先后添加顺序。

       Set只包含从Collection继承的方法，不过Set无法记住添加的顺序，不允许包含重复的元素。当试图添加两个相同元素进Set集合，添加操作失败，add()方法返回false；

       Set判断两个对象是否相等用equals，而不是使用==。也就是说两个对象equals比较返回true，Set集合是不会接受这两个对象的。

       HashSet是Set接口最常用的实现类，顾名思义，底层是用了哈希表（散列/hash）算法。其底层其实也是一个数组，存在的意义是提供查询速度，插入的速度也是比较快，但是适用于少量数据的插入操作。
在HashSet中如何判断两个对象是否相同问题：（二者缺一不可）
1、两个对象的equals比较相等，返回true，这说明是相同对象。
2、两个对象的hashCode方法返回值相等。

对象的hashCode值决定了在哈希表中的存储位置。
当往hashCode集合中添加新的对象的时候，会先判断该对象和集合对象中的hashCode值：
1)不等：直接把该新的对象存储到hashCode指定的位置。
2)相等：再继续判断新对象和集合对象中的equals作比较。
             1>：hashCode相同，equals为true，则视为是同一个对象，则不会保存在哈希表中；
             2>：hashCode相同，equals为false，非常麻烦，存储在之前对象同槽位的链表上。
       所以存储在哈希表中的对象，都应该覆盖equals方法和hashCode方法，并且保证equals相等的时候，hashCode也应该相等。
       当向hashSet集合中存入一个新的元素时，hashSet会先调用该对象的hashCode方法来得到该对象的hashCode值，然后决定该对象在HashSet中的存储位置；
       如果两个元素通过equals方法比较返回true，但是他们的hashCode值不等，HashSet会把两个元素存储在不同的位置。

       Eclipse可以自动生成hashCode和equals方法。

List接口：允许元素重复，记录先后添加顺序。

Set接口：不允许元素重复，不记录先后添加顺序。

但是现在有这样一个需求：不允许元素重复，但是需要保证先后添加的顺序。
LinkedHashSet：底层才有哈希表和链表算法。
哈希表：保证唯一性，此时就是HashSet，在哈希表中元素没有先后顺序；
链表：来记录元素的先后添加顺序。

TreeSet集合底层擦油红黑树算法，会对存储的元素默认使用自然排序（从小到大）。
注意：必须保证TreeSet集合中的元素对象是相同的数据类型，否则报错。

TreeSet的排序规则：（自然排序）
TreeSet调用集合元素的compareTo方法来比较元素的大小关系，然后将集合元素按照升序排列（从小到大）
要求TreeSet集合中元素得实现java.util.Comparable接口。

java.util.Comparable接口：可比较的
覆盖public int compareTo(Object o)方法，在该方法中编写比较规则；在该方法中，比较当前对象（this）和参数对象o作比较（严格上来说比较的事对象中的数据，比如按照对象的年龄排序）
       this > 0:  //返回正整数
       this < 0: //返回负整数
       this == 0: //返回零，此时认为两个对象是同一个对象。
在TreeSet的自然排序中，认为如果两个对象比较的compareTo方法返回的是0，则认为是同一个对象。

定制排序（从大到小，按照名字长度排序）：
在TreeSet构造器中传递java.lang.Comparator对象，并覆盖public int compare(Person o1, Person o2)方法，在覆写比较规则。

对于TreeSet集合来说，要么使用自然排序，要么使用定制排序：（判断两个对象是否相等的规则）
自然排序：compareTo方法返回0；
定制排序：compare方法返回0。

自然排序和定制排序的基本使用：

class Person implements Comparable<Person> {String name;int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";}@Overridepublic int compareTo(Person other) {if (this.age > other.age) {return 1;} else if (this.age < other.age) {return -1;}return 0;}}// 名字长度比较器class NameLengthComparator implements Comparator<Person> {@Overridepublic int compare(Person o1, Person o2) {if (o1.name.length() > o2.name.length()) {return 1;} else if (o1.name.length() < o2.name.length()) {return -1;}return 0;}}public class TreeSetDemo {public static void main(String[] args) {Set<Person> set = new TreeSet<>();set.add(new Person("倩儿", 32));set.add(new Person("西门吹雪", 52));set.add(new Person("叶孤城", 62));set.add(new Person("霞", 18));System.out.println(set);System.out.println("----------------------------------");Set<Person> set1 = new TreeSet<>(new NameLengthComparator());set1.add(new Person("倩儿", 32));set1.add(new Person("西门吹雪", 52));set1.add(new Person("叶孤城", 62));set1.add(new Person("霞", 18));System.out.println(set1);}}

运行结果：

Set接口实现类性能和特点分析：（共同特点）
1、都不允许元素重复；
2、都不是线程安全的类。

解决方案：Set set = Collections.sysnchronizedSet(Set对象);

Set的家族：

HashSet:不保证元素的先后添加顺序，底层采用的是哈希表算法，查询效率极高，判断两个对象是否相等的规则：
1、equals比较为true；
2、hashCode值相同。
要求：要求存在在哈希表中的对象元素都得覆盖equals和hashCode方法。

       LinkedHashSet：HashSet的子类，底层也采用的是哈希表算法，但是也使用了链表算法来维持元素的先后添加顺序，判断两个对象是否相等的规则和HashSet相同。
       因为需要多使用一个链表来记录元素的顺序，所以性能相对于HashSet较低；一般少用，如果要求一个集合急要保证元素不重复，也需要记录元素的先后添加顺序，才选择使用LinkedHashSet。

HashSet和LinkedHashSet的排序效果：

public class SetDemo {public static void main(String[] args) {Set<String> set = new HashSet<>();set.add("Z");set.add("O");set.add("B");set.add("1");set.add("2");System.out.println(set);Set<String> set1 = new LinkedHashSet<>();set1.add("Z");set1.add("O");set1.add("B");set1.add("1");set1.add("2");System.out.println(set1);}}

运行结果：