java集合系列——Set之HashSet和TreeSet介紹（十）

2019-11-06 06:49:06

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

一.Set的簡介 Set是一個不包含重復元素的 collection。更確切地講，set 不包含滿足 e1.equals(e2) 的元素。對 e1 和 e2，并且最多包含一個為 null 的元素。

Set的類關系圖：

這里寫圖片描述

1.繼承于Collection接口，具有增刪查改的方法！

2.AbstractCollection抽象類，實現了Collection接口，并實現了里面的一些方法，如isEmpty、contains等。

3.Set的兩個實現類，HashSet和TreeSet - HashSet實現本質其實就是HashMap，HashSet里面的元素是無序的。 - TreeSet實現本質其實就是TreeSet,TreeSet里面的元素是有序的。

二.HashSet 1.概述 HashSet實現Set接口，那么它也是一個不包含重復元素的一個無序的集合，允許使用null，有且僅有一個元素為null！

HashSet也是一個非同步的方法，如果要在多個線程中使用，要注意進行同步封裝！

Set s = Collections.synchronizedSet(new HashSet(...));

HashSet通過iterator()返回的迭代器是fail-fast的。

2.繼承關系和API

HashSet API

類 HashSet<E>java.lang.Object 繼承者 java.util.AbstractCollection<E> 繼承者 java.util.AbstractSet<E> 繼承者 java.util.HashSet<E>類型參數：E - 此 set 所維護的元素的類型所有已實現的接口：Serializable, Cloneable, Iterable<E>, Collection<E>, Set<E>

LinkedHashSet繼承了HashSet，實現鏈表的set集合。

（1）：構造方法

HashSet() 構造一個新的空 set，其底層 HashMap 實例的默認初始容量是 16，加載因子是 0.75。HashSet(Collection<? extends E> c) 構造一個包含指定 collection 中的元素的新 set。HashSet(int initialCapacity) 構造一個新的空 set，其底層 HashMap 實例具有指定的初始容量和默認的加載因子（0.75）。HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) 構造一個新的空 set，其底層 HashMap 實例具有指定的初始容量和指定的加載因子。

（2）方法：

boolean add(E e) 如果此 set 中尚未包含指定元素，則添加指定元素。 void clear() 從此 set 中移除所有元素。 Object clone() 返回此 HashSet 實例的淺表副本：并沒有復制這些元素本身。 boolean contains(Object o) 如果此 set 包含指定元素，則返回 true。 boolean isEmpty() 如果此 set 不包含任何元素，則返回 true。 Iterator<E> iterator() 返回對此 set 中元素進行迭代的迭代器。 boolean remove(Object o) 如果指定元素存在于此 set 中，則將其移除。 int size() 返回此 set 中的元素的數量（set 的容量）。

3.總結

HashSet中含有一個”HashMap類型的成員變量”map，HashSet的操作函數，實際上都是通過map實現的。

有兩種遍歷的方式：（1）使用 Iterator

第一步：根據iterator()獲取HashSet的迭代器。第二步：遍歷迭代器獲取各個元素。

for(Iterator iterator = set.iterator(); iterator.hasNext(); ) { iterator.next();}

（2）使用foreach

第一步：根據toArray()獲取HashSet的元素集合對應的數組。第二步：遍歷數組，獲取各個元素。

Object[] object = (String[])set.toArray();for (Object obj : object) System.out.PRintf(obj);

三.TreeSet 1.概述基于 TreeMap 的 NavigableSet 實現。使用元素的自然順序對元素進行排序，或者根據創建 set 時提供的 Comparator進行排序，具體取決于使用的構造方法。

2.繼承關系和API

TreeSet API （1）繼承關系：

類 TreeSet<E>java.lang.Object 繼承者 java.util.AbstractCollection<E> 繼承者 java.util.AbstractSet<E> 繼承者 java.util.TreeSet<E>類型參數：E - 此 set 維護的元素的類型所有已實現的接口：Serializable, Cloneable, Iterable<E>, Collection<E>, NavigableSet<E>, Set<E>, SortedSet<E>

繼承于AbstractSet,AbstractSet實現了equals和hashcode方法。

實現了NavigableSet接口，意味著它支持一系列的導航方法。比如查找與指定目標最匹配項。

實現了Cloneable接口，意味著它能被克隆。

實現了java.io.Serializable接口，意味著它支持序列化。

（2）構造方法：

TreeSet() 構造一個新的空 set，該 set 根據其元素的自然順序進行排序。TreeSet(Collection<? extends E> c) 構造一個包含指定 collection 元素的新 TreeSet，它按照其元素的自然順序進行排序。TreeSet(Comparator<? super E> comparator) 構造一個新的空 TreeSet，它根據指定比較器進行排序。TreeSet(SortedSet<E> s) 構造一個與指定有序 set 具有相同映射關系和相同排序的新 TreeSet。

（3）方法：

boolean add(E e) 將指定的元素添加到此 set（如果該元素尚未存在于 set 中）。 boolean addAll(Collection<? extends E> c) 將指定 collection 中的所有元素添加到此 set 中。 E ceiling(E e) 返回此 set 中大于等于給定元素的最小元素；如果不存在這樣的元素，則返回 null。 void clear() 移除此 set 中的所有元素。 Object clone() 返回 TreeSet 實例的淺表副本。 Comparator<? super E> comparator() 返回對此 set 中的元素進行排序的比較器；如果此 set 使用其元素的自然順序，則返回 null。 boolean contains(Object o) 如果此 set 包含指定的元素，則返回 true。 Iterator<E> descendingIterator() 返回在此 set 元素上按降序進行迭代的迭代器。 NavigableSet<E> descendingSet() 返回此 set 中所包含元素的逆序視圖。 E first() 返回此 set 中當前第一個（最低）元素。 E floor(E e) 返回此 set 中小于等于給定元素的最大元素；如果不存在這樣的元素，則返回 null。 SortedSet<E> headSet(E toElement) 返回此 set 的部分視圖，其元素嚴格小于 toElement。 NavigableSet<E> headSet(E toElement, boolean inclusive) 返回此 set 的部分視圖，其元素小于（或等于，如果 inclusive 為 true）toElement。 E higher(E e) 返回此 set 中嚴格大于給定元素的最小元素；如果不存在這樣的元素，則返回 null。 boolean isEmpty() 如果此 set 不包含任何元素，則返回 true。 Iterator<E> iterator() 返回在此 set 中的元素上按升序進行迭代的迭代器。 E last() 返回此 set 中當前最后一個（最高）元素。 E lower(E e) 返回此 set 中嚴格小于給定元素的最大元素；如果不存在這樣的元素，則返回 null。 E pollFirst() 獲取并移除第一個（最低）元素；如果此 set 為空，則返回 null。 E pollLast() 獲取并移除最后一個（最高）元素；如果此 set 為空，則返回 null。 boolean remove(Object o) 將指定的元素從 set 中移除（如果該元素存在于此 set 中）。 int size() 返回 set 中的元素數（set 的容量）。 NavigableSet<E> subSet(E fromElement, boolean fromInclusive, E toElement, boolean toInclusive) 返回此 set 的部分視圖，其元素范圍從 fromElement 到 toElement。 SortedSet<E> subSet(E fromElement, E toElement) 返回此 set 的部分視圖，其元素從 fromElement（包括）到 toElement（不包括）。 SortedSet<E> tailSet(E fromElement) 返回此 set 的部分視圖，其元素大于等于 fromElement。 NavigableSet<E> tailSet(E fromElement, boolean inclusive) 返回此 set 的部分視圖，其元素大于（或等于，如果 inclusive 為 true）fromElement。

3.總結

（1）TreeSet中不允許使用null元素！在添加的時候如果添加null，則會拋出NullPointerException異常。

（2）TreeSet是基于TreeMap實現的。TreeSet中的元素支持2種排序方式：自然排序或者根據創建TreeSet 時提供的 Comparator 進行排序。這取決于使用的構造方法。

（3）TreeSet是非同步的方法。它的iterator 方法返回的迭代器是fail-fast的。

（4）TreeSet不支持快速隨機遍歷，只能通過迭代器進行遍歷！例子：

a.使用Iterator順序遍歷

for(Iterator iter = set.iterator(); iter.hasNext(); ) { iter.next();}

b.使用foreach

Object[] object = (Object[])set.toArray();for (Object obj : object) System.out.printf(obj);

四.源碼對TreeSet和HashSet的源碼不再進行剖析，二者分別是基于TreeMap和HashMap實現的，只是對應的節點中只有key，而沒有value，因此對TreeMap和HashMap比較了解的話，對TreeSet和HashSet的理解就會非常容易。

五.總結對比（使用場景）

1.HashSet是一個無序的集合，基于HashMap實現；TreeSet是一個有序的集合，基于TreeMap實現。