Java学习笔记----------集合Set

Java集合-----Set集合：就像一种容器，可以把多个对象放进该容器中。Java集合分为：Set、List、Map三种体系。  Set:无序的，不可重复的；  List:有序的，可重复的；  Map:代表有映射关系的集合，Map保存的每一项数据都是key-value对。注意：Java 5后添加了Queue体系，代表一种队列集合实现。集合和数组对比：1.数组一旦初始化，长度不可变；2.数组无法保存具有映射关系的数据，例如成绩表：语文---79；3.数组的元素可以是基本类型的值，也可以是对象，而集合只能是保存对象；Java集合由两个接口派生而出：Collection和Map，这两个是Java集合框架的根接口。他们包含的子接口和实现类如下图：

1.Collection 接口是List、Set、Queue接口的父接口，定义了如下操作集合元素的方法：  1.1 boolean add(Object o)           向集合里添加一个元素，如果集合对象被添加操作改变则返回true；  1.2 boolean addAll(Collection c)           将指定 collection 中的所有元素都添加到此 collection 中，如果集合对象被添加返回true;   1.3 void clear()           移除此 collection 中的所有元素,将集合长度变为0；   1.4 boolean contains(Object o)           如果此 collection 包含指定的元素，则返回 true。   1.5 boolean containsAll(Collection<?> c)           如果此 collection 包含指定 collection 中的所有元素，则返回 true。   1.6 boolean equals(Object o)           比较此 collection 与指定对象是否相等。   1.7 int hashCode()           返回此 collection 的哈希码值。   1.8 boolean isEmpty()           如果此 collection 不包含元素，则返回 true。   1.9 Iterator<E> iterator()           返回一个Iterator对象，用于遍历集合里的元素；   1.10 boolean remove(Object o)           从此 collection 中移除指定元素的单个实例，如果存在的话返回true;   1.11 boolean removeAll(Collection c)           移除此 collection 中那些也包含在指定 collection 中的所有元素,如果存在的话返回true;    1.12 boolean retainAll(Collection c)           仅保留此 collection 中那些也包含在指定 collection 的元素,如果存在的话返回true;    1.13 int size()           返回此 collection 中的元素个数；  1.14 Object[] toArray()           该方法把集合转换成一个数组，所有的集合元素变成对应的数组元素； eg:import java.util.ArrayList;import java.util.Collection;import java.util.HashSet;public class CollectionTest {public static void main(String[] args) {Collection c = new ArrayList();// 添加元素c.add("孙悟空");c.add(6);// 输出集合元素个数System.out.println("c的集合个数为：" + c.size());// 移除指定元素c.remove(6);System.out.println("c的集合个数为：" + c.size());// 判断集合是否包含某个元素System.out.println("判断集合是否包含某个元素：" + c.contains("孙悟空"));c.add("Java EE");System.out.println("c的集合元素：" + c);Collection books = new HashSet();books.add("孙悟空");books.add("Java讲义");// c集合是否完全包含books集合System.out.println("c集合是否完全包含books集合" + c.containsAll(books));// 用c集合减去books集合里的元素c.removeAll(books);System.out.println("c的集合元素：" + c);// 删除c集合里的所有元素c.clear();System.out.println("c的集合元素：" + c);// books 集合里面只剩下c集合里也包含的元素books.removeAll(c);System.out.println("books的集合元素：" + books);}}运行结果： c的集合个数为：2 c的集合个数为：1 判断集合是否包含某个元素：true c的集合元素：[孙悟空, Java EE] c集合是否完全包含books集合false c的集合元素：[Java EE] c的集合元素：[] books的集合元素：[Java讲义, 孙悟空]2.使用Iterator接口遍历集合元素    Iterator 主要用于遍历Collection集合中的元素，Iterator对象也被称为迭代器。Iterator 仅用于遍历集合，必须依附于Collection对象。使用 Iterator 对集合元素进行迭代时,并不是把集合元素本身传给迭代变量，而是把集合元素的值传给了迭代变量，所以修改迭代变量的值对集合元素本身没有任何影响。提供的方法：    1.boolean hasNext()如果仍有元素可以迭代，则返回 true。 2.Object next()返回迭代的下一个元素。 3.void remove()删除集合里上一次next方法返回的元素。eg:import java.util.Collection;import java.util.HashSet;import java.util.Iterator;public class IteratorTest {public static void main(String[] args) {Collection books = new HashSet();books.add("A书");books.add("B书");books.add("C书");// 获取books集合对应的迭代器Iterator it = books.iterator();while (it.hasNext()) {// it.next()返回的是一个对象类型，需要强制转换String book = (String) it.next();System.out.println(book);if (book.equals("B书")) {// 从集合中删除上一次next方法返回的元素it.remove();}// book变量赋值，不会改变集合元素本身book = "C书";}System.out.println(books);}}3.使用foreach循环遍历集合元素  比起Iterator更加简洁，同样集合不能被改变。eg:import java.util.Collection;import java.util.HashSet;import java.util.Iterator;public class ForeachTest {public static void main(String[] args) {Collection books = new HashSet();books.add("A书");books.add("B书");books.add("C书");for(Object obj:books){String book=(String)obj;System.out.println(book);if(book.equals("B书")){books.remove(book);}}System.out.println(books);}}4.Set 集合无序的，不可重复，与Collection基本一样，无提供而外的方法。  4.1 HashSet 类：按hash算法存储集合中的元素，具有很好的存取和存取性能，具有以下特点：      1).不能保证元素的排列顺序，顺序可能和添加顺序不同，也可能发生改变。  2).HashSet不是同步的，多个线程同时对HashSet操作，必须通过代码保证其同步。  3).集合元素可以是null；HashSet 集合判断两个元素是否相等是同时通过equals()方法和两个对象的hashCode()方法返回值是否相等，又因为set集合的规则是不能存在相同的元素，所以在重写该对象对应类的equals()方法，则也应该重写hashCode()方法。eg:import java.util.HashSet;// 类A的equals()方法的返回true,但没有重写其hashCode()方法class A {public boolean equals(Object obj) {return true;}}// 类B的hanshCode()方法总是返回1，但是没有重写equals()方法class B {public int hashCode() {return 1;}}// 类C的hashCode()方法返回2，且重写了equals()方法class C {public int hashCode() {return 2;}public boolean equals(Object obj) {return true;}}public class HashSetTest {public static void main(String[] args) {HashSet books = new HashSet();// 分别想books集合中添加两个A对象，两个B对象，两个C对象books.add(new A());books.add(new A());books.add(new B());books.add(new B());books.add(new C());books.add(new C());System.out.println(books);}}hashCode()方法重写的基本规则  1).程序运行过程中，同一个对象多次调用hashCode()方法应该返回相同的值；  2).当两个对象通过equals()方法比较返回true时，两个对象的hashCode()方法应返回相等值；  3).对象中用作equals()方法比较的标准field,都应该用计算hashCode值。4.2 LinkedHashSet 类LinkedHashSet集合也是更加hashCode值来决定元素的存储位置，但他可以保存元素插入的顺序，也因为要维护元素的插入顺序，因此性能略低于HashSet的性能，但是迭代访问所有元素时有很好的性能。LinkedHashSet 同样不能出现相同的元素，因为它依然是HashSet.eg:import java.util.LinkedHashSet;public class LinkedHashSetTest {public static void main(String[] args) {LinkedHashSet books = new LinkedHashSet();books.add("A书");books.add("B书");System.out.println(books);books.remove("A书");books.add("C书");System.out.println(books);}}运行结果：[A书, B书][B书, C书]  4.3 TreeSet 类TreeSet可以确保集合元素处于排序状态（元素有序），它除了提供HashSet有的方法外还提供了以下方法：1).Comparator comparator():如果采用的是定制排序，返回所使用的Comparator;              如果采用自然排序，返回null。2).Object first() 返回集合中的第一个元素3).Object last() 返回集合中的最后一个元素4).Object lower(Object e)返回集合中位于指定元素之前的元素（既小于指定元素的最大元素，参考元素不需要是TreeSet集合里的元素）5).Object higher(Object e)返回集合中位于指定元素之后的元素（既大于指定元素的最大元素，参考元素不需要是TreeSet集合里的元素）6).SortedSet subSet(E fromElement, E toElement) )返回此Set的子集合，范围从fromElement（包含）到toElement（不包含）7).SortedSet headSet(Object toElement)返回小于toElement小的set子集8).SortedSet tailSet(Object fromElement)返回大于或者等于fromElement的Set子集eg:import java.util.TreeSet;public class TreeSetTest {public static void main(String[] args) {TreeSet nums = new TreeSet();nums.add(5);nums.add(2);nums.add(-1);nums.add(3);nums.add(6);System.out.println(nums);// 输出集合中第一个元素System.out.println(nums.first());// 输入元素中最后一个System.out.println(nums.last());// 返回小于4的，不包含4的元素集合System.out.println(nums.headSet(4));// 返回大于等于3的元素集合System.out.println(nums.tailSet(3));// 返回大于等于1小于4的子集合System.out.println(nums.subSet(1, 4));}}运行结果：[-1, 2, 3, 5, 6]-16[-1, 2, 3][3, 5, 6]4.4 EnumSet 类    EnumSet是一个枚举类设计的集合类，EnumSet中的每个元素都必须是指定枚举类型的枚举值。EnumSet的集合元素也是有序的，以枚举值在枚举类的定义顺序来决定集合元素的顺序。EnumSet不允许加入null元素，否则会报错。EnumSet内部以单位向量存储，占用内存小，运行高效，尤其批量操作。EnumSet提供了如下常用static方法创建对象：1).allOf(Class<E> elementType)       创建一个指定枚举类里所有包含枚举值的EnumSet集合 2).complementOf(EnumSet<E> s)           创建一个其元素类型与指定枚举 set 相同的枚举 set，最初包含指定 set 中所不包含的此类型的所有元素。 3).copyOf(Collection<E> c)           使用一个普通集合来创建EnumSet集合 4).copyOf(EnumSet<E> s)           创建一个与指定EnumSet具有相同元素类型、相同集合元素的EnumSet集合5).noneOf(Class<E> elementType)           创建一个具有指定元素类型的空枚举 set。 6).of(E e1, E e2, E e3, E e4, E e5......)           创建一个最初包含指定元素的枚举 set。 7).range(E from, E to)           创建一个包含从frome枚举值到to枚举值方位内的所有枚举值的EunmSet集合 eg:import java.util.EnumSet;enum Season {A, B, C, D;}public class EnumSetTest {public static void main(String[] args) {// 创建一个EnumSet集合，集合元素就是Season枚举类的全部枚举值EnumSet es1 = EnumSet.allOf(Season.class);System.out.println(es1);// 创建一个控计划，只想Season枚举类EnumSet es2 = EnumSet.noneOf(Season.class);System.out.println(es2);// 添加两个元素es2.add(Season.D);es2.add(Season.A);System.out.println(es2);// 以指定枚举值创建EnumSet集合EnumSet es3 = EnumSet.of(Season.A, Season.B);System.out.println(es3);// 创建从B到D的EnumSetEnumSet es4 = EnumSet.range(Season.B, Season.D);System.out.println(es4);// 创建与es4没有的Season原色的EnumSetEnumSet es5 = EnumSet.complementOf(es4);System.out.println(es5);}}运行结果：[A, B, C, D][][A, D][A, B][B, C, D][A]5 各Set实现类性能分析HashSet 和 TreeSet ，HashSet的整体性能总比TreeSet好，特别是添加和查询操作，只有当一个保持排序的Set时才使用TreeSet。LinkedHashSet 和 HashSet ，HashSet的插入和删除略快，但是LinkedHashSet的遍历会比HashSet更快。EnumSet 是所有set中性能最好的，但它只鞥呢保存同一个枚举类的值作为集合。set的三个实现类HashSet、TreeSet、EnumSet都是线程不安全的。多个线程访问或操作Set,必须手动保证该Set的同步性.