Java中接口Set的特点及方法说明

接口Set的特点及方法

1、特点：无序，不可重复；

2、实现类：添加的方法：

add(Object obj);
addAll(Collection c);

Set中没有修改的方法，可以间接修改，先删除再添加；

删除的方法：

remove(Object obj);
removeAll(Collection c);
retainAll(Collection c)仅保留set中那些包含在指定的Collection中的元素；
clear()清除所有元素；

查询的方法：

contains(Object obj)查询set中是否包含指定元素，包含返回true；
containsAll(Collection c)查询set中是否包含指定的多个元素，全部包含返回true；
isEmpty()判断set是否为空，为空返回true；

3、set集合的遍历：使用for循环；

使用iterator迭代器：it.hasNext()如果有下一个元素，返回true；

it.next()返回下一个元素；
it.remove()删除迭代器返回的最后一个元素；

Set接口及其实现类

Set接口有两个实现类

散列集合：HashSet（Hash算法）
树集合：TreeSet（二叉树算法）

Set接口：Set存储元素是无序不可以重复的

HashSet：元素是否重复是依据：元素自身equals比较进行判定的。
TreeSet：元素是否重复是依据：CompareTo方法返回是否为0。

因为Set接口也是Collection的子接口

所以也可以使用Collection实现的所有方法，其中常用的有：

添加：add()
删除：remove()
检查元素是否存在：contains(Object o)
迭代器：iterator()

1、TreeSet：树状集合、存放有序

语法：Set<E> set = new TreeSet<E>();

说明：TreeSet添加元素时，首先按照compareTo()进行比较，而TreeSet要想指定集合的存放顺序，被排序的对象需实现Comparable接口，这个接口强行的对每个实现类对象进行整体的排序，这种排序称为类的自然排序，这个接口有个抽象方法compareTo，该方法称为自然排序的方法。

向TreeSet中添加的元素必须是同一个类的。（否则底层调用compareTo时会报类型转换异常）

public class Person implements Comparable{
	int id;
	int age;
	String name;
	public Person(int id,int age,String name){
		super();
		this.id = id;
		this.age = age;
		this.name = name;
	}
	public String toString(){
		return "Person [id = " + id + ", age = " + age + ", name = " + name + "]";
	}
	@Override
	public int compareTo(Object o){//按照id排序
		Person p;
		if(o instanceof Pserson){
			p = (Person)o;
		}else{
			return -1;//-1代表传入的参数比我本身要小
		}
		int diff = this.id - p.id;
		if(diff!=0){
			diff = diff / Math.abs(diff);//差值除以本身绝对值，可以得到+1或-1的值。
		}
		return diff;
	}

该compareTo方法是根据对象的id进行比较，也可以根据自己的需求自定义比较内容：

this.id 是当前对象的id
o.id 是指定对象的id（也就是传入对象的id）

调用sort方法时可以自定义升序或降序：

升序：this.id - o.id（this.id < o.id 结果为负、this.id > o.id 结果为正，this.id = o.id 结果为0）
降序：o.id - this.id（this.id < o.id 结果为正、this.id < o.id 结果为负，this.id = o.id 结果为0）

上述代码中，我们使用的是this.id - o.id，所以我们是升序排序的（默认情况就是升序排序的）。

import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;
public class Demo{
	public static void main(String[] args){
		Set set = new TreeSet();
		Person p1 = new Person(1,18,"小明");
		Person p2 = new Person(2,5,"小强");
		Person p3 = new Person(3,20,"小张");
		set.add(p1);
		set.add(p2);
		set.add(p3);
		set.add(p3);//重复的元素不会被添加到集合中
		System.out.println(set.size());
		
		Iterator it = set.iterator();
		while(it.hasNext()){
			System.out.println(it.next());
		}
	}
}

compareTo方法就是为了实现Comparable接口而存在的，而实现Comparable接口就是为了可以直接使用sort()方法对该对象进行自定义排序。

注意：TreeSet是不能存在null元素（HashSet是可以存储null值的），向TreeSet中添加元素时，首先按照compareTo()进行比较，元素底层调用compareTo方法时会报空指针异常。

2、HashSet：散列集合、高效快速

语法：Set<E> set = new HashSet<E>();

说明：HashSet存储的对象，应该重写hashCode()和equals()两个方法，在添加元素的时候会根据我们重写hashCode()方法计算元素的hash值，根据哈希值计算元素存储的位置（哈希地址），如果该哈希地址没有元素则会直接添加成功，如果该位置有其他元素会根据equals方法判断是否为同一个对象，如果结果返回true则不会添加，如果为false则会以链表的形式追加到该哈希地址处。（底层根据HashMap实现）

在不指定泛型的情况下可以为不同的类型的值；

public class Person{
	int id;
	String name;
	public Person(int id, String name) {
		super();
		this.id = id;
		this.name = name;
	}
	//重写hashCode方法只根据id进行计算hash值
	@Override
	public int hashCode() {
		final int prime = 31;
		int result = 1;
		result = prime * result + id;
		return result;
	}
	//重写equals方法
	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if (this == obj)
			return true;
		if (obj == null)
			return false;
		if (getClass() != obj.getClass())
			return false;
		Person other = (Person) obj;
		if (id != other.id)
			return false;
		return true;
	}
	//重写toString方法，方便在我们输出的时候查看
	@Override
	public String toString() {
		return "Person [id=" + id + ", name=" + name + "]";
	}
}

public class Demo{
	public static void main(String[] args){
		Set set = new HashSet();
		Person p1 = new Person(1,"小明");
		Person p2 = new Person(2,"小张");
		Person p3 = new Person(3,"小李");
		set.add(p1);
		set.add(p2);
		set.add(p3);
		//在我们添加成功以后修改其决定hash值的id
		p2.id = 5;
		//在删除时会导致删除不掉(如果修改的是name则不会出现删除不掉的效果)
		//因为之前的元素存储在id为2计算的哈希地址的位置，现在是去id为5计算的哈希地址出去删除，所以删除不掉
		//set.remove(p2);
		//会添加到id为5计算的哈希地址，所以会添加成功（虽然属性相同，但是之前的是存储在根据id为2计算的哈希地址位置）
		set.add(p2);
		//当我们继续添加的时候，equals返回的是true，所以不会添加成功
		set.add(p2);
		
		//此时创建一个id为2的对象继续添加
		Person p4 = new Person(2,"小张");
		set.add(p4);//会添加id为2计算的哈希地址位置，虽然该位置有元素，但是之前的元素已经被修改了，所以会添加成功
		System.out.println("集合的长度为："+set.size());
		Iterator it = set.iterator();
		while(it.hasNext()){
			System.out.println(it.next());
		}
	}
}

输出结果：

集合的长度：5
Person [id=1, name=小明]       //根据id为1计算的哈希地址
Person [id=5, name=小张]       //根据id为2计算的哈希地址（原p2对象以id为2的哈希地址进行存储，但是后来id被修改为5了）
Person [id=2, name=小张]       //根据id为2计算的哈希地址（p4对象）
Person [id=3, name=小李]       //根据id为3计算的哈希地址
Person [id=5, name=小张]       //根据id为5计算的哈希地址（修改以后的p2以id为5计算的哈希地址存储）

HashSet存储元素的存储过程：

首先说一下HashSet存储对象的方式：首先根据我们重写的HashCode方法计算出Hash值，根据Hash值来判断存入Set中的元素是否重复和存储在Set集合中的哈希地址，如果该Hash地址为空，则会直接将该对象存储到该哈希地址，如果该哈希地址有元素，会根据equals方法判断是否为同一个对象，如果结果返回true，说明两个对象是同一对象，则不会添加该对象，如果返回的是false，说明元素本身是不同的，则会以链表的形式同时存储到该哈希地址的位置。

总结：说一下上面的执行过程，Set集合是根据我们重写的HashCode方法中的属性，来计算Hash值，来判断存入Set中的元素是否重复和存储在Set集合中哈希地址，当我们在存储之后再进行修改决定计算Hash值的属性时，会导致程序出现意想不到的结果，我们首先根据id为2计算出了一个存储该对象的哈希地址，当我们修改了id为5后，再进行删除操作时，它会根据id为5计算一个Hash值，去该Hash值对应的哈希地址去删除元素，因为我们之前存储的哈希地址是根据id为2计算出来的，所以会导致本应删除的元素删除不掉，而当我们再进行add的时候，我们根据id为5的Hash值去存储时发现，id为5的地址并没有元素，所以存储成功，虽然和之前id为2时计算Hash值存储位置的元素属性值一样，但是还是会存储成功的，然而，当我们再创建一个id为2的对象进行存储时，虽然哈希地址相同，但此时之前根据该哈希地址的对象已经改变了（id修改为5了），所以会将新创建的id为2的对象以链表的形式同时存储在该哈希地址的位置，所以当我们操作HashSet集合时，不要去修改决定计算Hash值的元素属性。

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