Set 集合和其之类 HashSet、LinkedHashSet

2022-11-13
浙江
本文字数：2250 字
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java.util.Set接口和java.util.List接口一样，同样继承自Collection接口，它与Collection接口中的方法基本一致，并没有对Collection接口进行功能上的扩充，只是比Collection接口更加严格了。与List接口不同的是，Set接口中元素无序，并且都会以某种规则保证存入的元素不出现重复。Set集合有多个子类，这里我们介绍其中的java.util.HashSet、java.util.LinkedHashSet这两个集合。

💡tips:Set 集合取出元素的方式可以采用：迭代器、增强 for。

🥩HashSet 集合介绍

java.util.HashSet是Set接口的一个实现类，它所存储的元素是不可重复的，并且元素都是无序的(即存取顺序不一致)。java.util.HashSet底层的实现其实是一个java.util.HashMap支持。

HashSet是根据对象的哈希值来确定元素在集合中的存储位置，因此具有良好的存取和查找性能。保证元素唯一性的方式依赖于：hashCode与equals方法。

我们先来使用一下 Set 集合存储，看下现象，再进行原理的讲解:

public class HashSetDemo {    public static void main(String[] args) {        //创建 Set集合        HashSet<String>  set = new HashSet<String>();
        //添加元素        set.add(new String("cba"));        set.add("abc");        set.add("bac");         set.add("cba");          //遍历        for (String name : set) {            System.out.println(name);        }    }}

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输出结果如下，说明集合中不能存储重复元素：

cbaabcbac

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💡tips:根据结果我们发现字符串"cba"只存储了一个，也就是说重复的元素 set 集合不存储。

🥓HashSet 集合存储数据的结构（哈希表）

🍔什么是哈希表呢？

在 JDK1.8 之前，哈希表底层采用数组+链表实现，即使用链表处理冲突，同一 hash 值的链表都存储在一个链表里。但是当位于一个桶中的元素较多，即 hash 值相等的元素较多时，通过 key 值依次查找的效率较低。而 JDK1.8 中，哈希表存储采用数组+链表+红黑树实现，当链表长度超过阈值（8）时，将链表转换为红黑树，这样大大减少了查找时间。

简单的来说，哈希表是由数组+链表+红黑树（JDK1.8 增加了红黑树部分）实现的，如下图所示。

看到这张图就有人要问了，这个是怎么存储的呢？

为了方便大家的理解我们结合一个存储流程图来说明一下：

总而言之，JDK1.8 引入红黑树大程度优化了 HashMap 的性能，那么对于我们来讲保证 HashSet 集合元素的唯一，其实就是根据对象的 hashCode 和 equals 方法来决定的。如果我们往集合中存放自定义的对象，那么保证其唯一，就必须复写 hashCode 和 equals 方法建立属于当前对象的比较方式。

🍟HashSet 存储自定义类型元素

给 HashSet 中存放自定义类型元素时，需要重写对象中的 hashCode 和 equals 方法，建立自己的比较方式，才能保证 HashSet 集合中的对象唯一。

创建自定义 Student 类

public class Student {    private String name;    private int age;
    public Student() {    }
    public Student(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;    }
    public void setAge(int age) {        this.age = age;    }
    @Override    public boolean equals(Object o) {        if (this == o)            return true;        if (o == null || getClass() != o.getClass())            return false;        Student student = (Student) o;        return age == student.age &&               Objects.equals(name, student.name);    }
    @Override    public int hashCode() {        return Objects.hash(name, age);    }}

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public class HashSetDemo2 {    public static void main(String[] args) {        //创建集合对象   该集合中存储 Student类型对象        HashSet<Student> stuSet = new HashSet<Student>();        //存储         Student stu = new Student("张三", 43);        stuSet.add(stu);        stuSet.add(new Student("李四", 66));        stuSet.add(new Student("张三", 43));        stuSet.add(new Student("王五", 23));        stuSet.add(stu);
        for (Student stu2 : stuSet) {            System.out.println(stu2);        }    }}执行结果：Student [name=李四, age=66]Student [name=张三, age=43]Student [name=王五, age=23]

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🍕LinkedHashSet

我们知道 HashSet 保证元素唯一，可是元素存放进去是没有顺序的，那么我们要保证有序，怎么办呢？

在 HashSet 下面有一个子类java.util.LinkedHashSet，它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。

演示代码如下:

public class LinkedHashSetDemo {  public static void main(String[] args) {    Set<String> set = new LinkedHashSet<String>();    set.add("bbb");    set.add("aaa");    set.add("abc");    set.add("bbc");        Iterator<String> it = set.iterator();    while (it.hasNext()) {      System.out.println(it.next());    }  }}结果：  bbb  aaa  abc  bbc