《疯狂Java讲义》（二十四）---- Set集合

• HashSet类

　　HashSet集合判断两个元素相等的标准是两个对象通过equals方法比较相等，并且两个对象的hashCode方法返回值也相等。当向HashSet集合中存入一个元素时，HashSet会调用对象的hashCode方法来得到该对象的hashCode值，然后根据该hashCode值决定该对象在HashSet中的存储位置。如果有两个元素通过equals方法返回true，但是hashCode方法返回不同的值，HashSet会把这两个对象存入不同的位置，不会把它们当作同一个对象。

package com.ivy.collection;

import java.util.HashSet;

class A {
    public boolean equals(Object obj) {
        return true;
    }
}

class B {
    public int hashCode() {
        return 1;
    }
}

class C {
    public boolean equals(Object obj) {
        return true;
    }
    
    public int hashCode() {
        return 2;
    }
}
public class HashSetDemo {

    public static void main(String[] args) {
        HashSet set = new HashSet();
        set.add(new A());
        set.add(new A());
        set.add(new B());
        set.add(new B());
        set.add(new C());
        set.add(new C());
        System.out.println(set);

    }

}

输出结果

[com.ivy.collection.B@1, com.ivy.collection.B@1, com.ivy.collection.C@2, com.ivy.collection.A@e3f6d, com.ivy.collection.A@a4b78b]

两个A，两个B是不同的，但是两个C是同一个对象。

所以，当把一个对象放入HashSet中时，如果需要重写该对象对应类的equals方法，也应该重写其hashCode方法。其规则是：如果两个对象通过equals方法比较返回true，那这两个对象的hashCode值也应该相同。对象中用作equals方法比较标准的Field，都应该用来计算hashCode值。

当向HashSet中添加可变对象时，必须十分小心，如果修改HashSet集合中的对象，有可能导致该对象与集合中的其他对象相等，从而导致HashSet无法准确访问该对象。

• LinkedHashSet类

　　LinkedHashSet需要维护元素的插入顺序，因此性能略低于HashSet。

• TreeSet类

　　TreeSet可以确保机荷元素处于排序状态。TreeSet支持两种排序方法：自然排序和定制排序。

1. 自然排序

　　　　TreeSet会调用集合元素的compareTo(Object obj)方法来比较元素之间的大小关系，然后将集合元素按升序排列，这种方式就是自然排序。Java提供了一个Comparable接口，该接口中定义了一个compareTo(Object obj)方法，实现了该接口的类的对象就可以比较大小。如果试图把一个对象添加到TreeSet时，则该对象的类必须实现Comparable接口，否则程序将会抛出异常。

　　　　对于TreeSet而言，它判断两个对象是否相等的唯一标准是：两个对象通过compareTo方法比较是否返回0，如果返回0，TreeSet会认为它们相等，不会被添加进TreeSet。

　　　　例如：

　　　　向TreeSet添加两个SomeClass对象A和B，添加A时，因为TreeSet中没有任何元素，所以可以添加进去，但是当添加B时，TreeSet会调用B.compareTo(Object obj)与TreeSet中其他元素比较，如果SomeClass没有实现Comparable接口，则会引发ClassCastException。

　　　　当需要把一个对象放入TreeSet中，重写该对象对应类的equals方法时，应保证该方法与compareTo方法有一致的结果，其规则是：如果两个对象通过equals方法比较返回true时，这两个对象通过compareTo方法比较应该返回0。

　　　　推荐HashSet和TreeSet中只放入不可变对象，因为如果向TreeSet中添加一个可变对象，并且后面程序修改了该对象的Field，这将导致它与其他对象的大小发生改变，但TreeSet不会再次调整它们的顺序，甚至可能导致TreeSet中保存的这两个对象通过compareTo方法比较返回0。

　　2. 定制排序

　　　　如果需要实现定制排序，需要在创建TreeSet集合对象时，提供一个Comparator对象与该TreeSet集合关联，由该Comparator对象负责集合元素的排序逻辑。Comparator接口包含一个int compare(Object o1, Object o2)方法，用于比较o1和o2的大小。

import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;

class M {
    int age;
    public M(int age) {
        this.age = age;
    }
    public String toString() {
        return "M[age:" + age + "]";
    }
}
public class TreeSetDemo {

    public static void main(String[] args) {
        TreeSet ts = new TreeSet(new Comparator() {
            public int compare(Object o1, Object o2){
                M m1 = (M)o1;
                M m2 = (M)o2;
                return m1.age > m2.age ? -1 : m1.age < m2.age ? 1 : 0;
            }
        });

        ts.add(new M(5));
        ts.add(new M(-3));
        ts.add(new M(9));
        System.out.println(ts);
    }

}

输出结果：

[M[age:9], M[age:5], M[age:-3]]

• EnumSet类

　　EnumSet没有提供构造器来创建ＥｎｕｍＳｅｔ，程序应该通过它提供的ｓｔａｔｉｃ方法来创建。例如：

import java.util.Collection;
import java.util.EnumSet;
import java.util.HashSet;

enum Season {
    SPRING, SUMMER, FALL, WINTER
}
public class EnumSetDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        EnumSet es1 = EnumSet.allOf(Season.class);
        System.out.println(es1);
        
        EnumSet es2 = EnumSet.noneOf(Season.class);
        System.out.println(es2);
        
        es2.add(Season.WINTER);
        es2.add(Season.SPRING);
        System.out.println(es2);
        
        EnumSet es3 = EnumSet.of(Season.SUMMER, Season.WINTER);
        System.out.println(es3);
        
        EnumSet es4 = EnumSet.range(Season.SUMMER, Season.WINTER);
        System.out.println(es4);
        
        EnumSet es5 = EnumSet.complementOf(es4);
        System.out.println(es5);
        
        Collection c = new HashSet();
        c.clear();
        c.add(Season.FALL);
        c.add(Season.SPRING);
        EnumSet es6 = EnumSet.copyOf(c);
        System.out.println(es6);
        c.add("Java");
        c.add("C#");
        es6 = EnumSet.copyOf(c);
    }

}

输出结果：

[SPRING, SUMMER, FALL, WINTER]
[]
[SPRING, WINTER]
[SUMMER, WINTER]
[SUMMER, FALL, WINTER]
[SPRING]
[SPRING, FALL]
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.String cannot be cast to java.lang.Enum
at java.util.EnumSet.copyOf(EnumSet.java:168)
at com.ivy.collection.EnumSetDemo.main(EnumSetDemo.java:41)

最后一行抛出异常，原因是当复制Collection集合中的所有元素来创建EnumSet时，要求Collection集合中的所有元素必须是同一个枚举类的枚举值。

• 各Ｓｅｔ实现类的性能分析

 　　HashSet vs TreeSet

　　HashSet的性能总是比TreeSet好，因为TreeSet需要额外的红黑树算法来维护集合次序。

　　只有当需要一个保持排序的Set时，才应该使用TreeSet.

　　HashSet vs LinkedHashSet

　　对于普通的插入删除操作，LinkedHashSet比HashSet要慢，这是由维护链表所带来的额外开销造成的。

　　但因为有了链表，遍历LinkedHashSet会更快。

　　EnumSet是所有ｓｅｔ中性能最好的，但它只能保存同一个枚举类的枚举值作为集合元素。

　　Set的三个实现类HashSet/TreeSet/EnumSet都是线程不安全的。通常可以通过如下方法来包装Set集合，手动保证该Set集合的同步性：

　　SortedSet s = Collections.synchronizedSortedSet(new TreeSet(...));