Java集合的排序和HashCode方法详解

Set集合的排序

我们知道,Set集合是无序的,

可以使用TreeSet类,那么TreeSet进行排序的规则是怎样的呢?

1 TreeSet支持两种排序方式,自然排序和定制排序,在默认情况下,TreeSet采用自然排序.

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,然后将集合的元素按升序排列,这种方式就是自然排序.

为什么集合元素有compareTo方法,因为集合元素对象实现了Comparable接口,该方法返回一个整数值,当一个对象调用该方法与另一个对象进行比较,例如:

obj1.compareTo(obj2)如果返回0,表示这两个对象相等,如果该方法返回一个正整数,表示obj1大于obj2如果该方法返回一个负整数,表示obj1小于obj2

所以需要使用TreeSet集合进行自然排序,元素必须实现Comparable接口,但是Java一些常用的类已经实现了该接口,例如:String Character Boolean Date Time

BigDecimal BigInteger等

如:

TreeSet<String> ts = new TreeSet<String>();
ts.add("b");
ts.add("c");
ts.add("a");
System.out.println(ts);

我们也可以自定义集合元素:

TreeSet<Person> persons = new TreeSet<Person>();
persons.add(new Person("abc",21));
persons.add(new Person("efg",44));
persons.add(new Person("hij",11));
persons.add(new Person("klm",34));
System.err.println(persons);//输出集合中元素的toString()
for (Person person : persons) {
    System.out.println(person.getName()+" "+person.getAge());
}

Person类:

public class Person implements Comparable<Person> {

    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    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;
    }

    public int compareTo(Person o) {
        if (this.age > o.age) {
            return 1;
        } else if (this.age == o.age) {
            return 0;
        } else {
            return -1;
        }

    }

    @Override
    public String toString() {
        return "name:" + this.name + " age:" + this.age;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        result = prime * result + age;
        result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
        return result;
    }

    @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 (age != other.age)
            return false;
        if (name == null) {
            if (other.name != null)
                return false;
        } else if (!name.equals(other.name))
            return false;
        return true;
    }

}

当我们把一个对象放入TreeSet中时,重写该对象对应类的equals方法,应该保证equals方法返回true,compareTo方法返回0.

如果两个对象通过compareTo(Object obj)方法比较返回0时,但他们通过equals方法比较返回false,这将导致TreeSet会将把这两个对象保存在不同的位置,从而两个对象都可以添加成功,这与Set集合的规则有点出入.

定制排序:

因为自然,默认按照升序排序,如果我们需要降序排列,我们可以通过Comparator接口.当然我们也可以通过上面的程序实现,只需要修改compareTo方法一段代码:

public int compareTo(Person o) {
    if (this.age > o.age) {
        return -1;
    } else if (this.age == o.age) {
        return 0;
    } else {
        return 1;
    }

}

输出结果为:

现在我们来通过定制排序来实现降序排序:

TreeSet<Person2> person2s = new TreeSet<Person2>(new Comparator<Person2>(){
    public int compare(Person2 o1, Person2 o2) {
        if(o1.getAge()>o2.getAge()){
            return -1;
        }else if (o1.getAge()==o2.getAge()) {
            return 0;
        }
        return 1;
    }
} );
person2s.add(new Person2("aaa",12));
person2s.add(new Person2("bbb",34));
person2s.add(new Person2("ccc",10));
person2s.add(new Person2("ddd",34));
for (Person2 person : person2s) {
    System.out.println(person.getName()+" "+person.getAge());
}

Person2:

public class Person2 {
    private String name;
    private int age;

    public Person2(String name, int age) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    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;
    }
}

输出结果:

我们发现定制排序的集合元素,不用实现Comparable接口.

  Map集合排序:

2,TreeMap

与TreeSet集合类似的是,TreeMap也是基于红黑树对TreeMap中的所有key进行排序,从而保证TreeMap总所有的key-value处于有序状态,TreeMap也有两种方式排序:

自然排序:

所有的key必须实现Comparable接口,而且所有的key应该是同一个类,否则会出现类转换异常

定制排序:

创建TreeMap时,传入一个Comparator对象,该对象负责对TreeMap中所有的key进行排序,采用定制排序kei不用实现Comparable接口.

例如:自然排序:

//map
TreeMap<Person,String> map = new TreeMap<Person,String>();
map.put(new Person("zhangsan",21), "90");
map.put(new Person("lisi",33), "10");
map.put(new Person("wangwu",22), "30");
map.put(new Person("zhaoliu",55), "50");
//使用entrySet遍历map
for (Entry<Person, String> entry : map.entrySet()) {
    Person person = entry.getKey();
    System.out.println(person);
}

结果:

例如:定制排序:

TreeMap<Person2,String> map2 = new TreeMap<Person2,String>(new Comparator<Person2>(){
    public int compare(Person2 o1, Person2 o2) {
        if (o1.getAge()>o2.getAge()) {
            return -1;
        }else if (o1.getAge()<o2.getAge()) {
            return 1;
        }
        return 0;
    }
});

map2.put(new Person2("aaa",21), "90");
map2.put(new Person2("bbb",33), "10");
map2.put(new Person2("ccc",22), "30");
map2.put(new Person2("ddd",55), "50");
//通过keySet遍历map 如果只要获取值直接通过map2.values
for(Person2 key : map2.keySet()){
    System.out.println(key.getName()+" "+key.getAge());
}

我们知道TreeMap是按key排序如果想要安装value排序怎么办呢?

@SuppressWarnings("unchecked")
public static Map.Entry<String, Integer>[] getSortedHashtableByValue(Map map) {
    Set set = map.entrySet();
    Map.Entry<String, Integer>[] entries = (Map.Entry[]) set
            .toArray(new Map.Entry[set.size()]);
    Arrays.sort(entries, new Comparator() {
        public int compare(Object arg0, Object arg1) {
            Long key1 = Long.valueOf(((Map.Entry) arg0).getValue()
                    .toString());
            Long key2 = Long.valueOf(((Map.Entry) arg1).getValue()
                    .toString());
            return key2.compareTo(key1);
        }
    });
    return entries;
}

Map<String, Integer> score = new HashMap<String, Integer>();
score.put("yzq", 21);
score.put("yzh", 23);
score.put("yhf", 11);
score.put("ysq", 45);
Map.Entry<String, Integer>[] entries = getSortedHashtableByValue(score);
for (Entry<String, Integer> entry : entries) {
    String key = entry.getKey();
    Integer value = entry.getValue();
    System.out.println(key+":"+value);
}

输出结果:

-------hashCode()方法的作用------

 

我们知道set集合的元素是不能重复的,它内部是通过equals方法来比较的,如果这两个元素的equals()方法返回true,那么Set集合就认为这两个元素是一样的,就不会往集合里添加两次.(注意:在没有对equals(Object)方法做任何手脚的情况下,equals(Object)和"=="操作符是同样的通能的,我们打开Object的equals方法源代码发现equals方法里面的判断方法依然是通过"=="来判断.但是如果比较两个String值相等的对象时虽然通过new关键字新建了两个对象,但是他们的equals方法却返回真,因为在String中他已经重写了equals方法了,也就是说在String类中它已经对equals方法进行了修改)

我们来看一个程序:

public class HashCodeTest {

    public static void main(String[] args) {

        Set str = new HashSet();
        str.add("a");
        str.add("a");//虽然添加了2次,但是他们的equals方法返回true
        System.out.println(str.size());//返回值是1


        Set cats = new HashSet();
        Cat c1 = new Cat("jetty",3);
        Cat c2 = new Cat("jetty",3);
        Cat c3 = new Cat("petty",2);
        cats.add(c1);
        cats.add(c2);
        //把c2加两次
        cats.add(c2);
        cats.add(c3);
        System.out.println(cats.size());//返回3

    }

}
class Cat{
    private String name;
    private int age;


    public Cat(String name,int age) {
        super();
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
    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;
    }
}

 

哈希集合HashSet是Set集合的子类,既然set集合判断元素是通过equals方法,那么我们就让Cat类来覆写Object的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;
    Cat other = (Cat) obj;
    if (age != other.age)
        return false;
    if (name == null) {
        if (other.name != null)
            return false;
    } else if (!name.equals(other.name))
        return false;
    return true;
}

 

从输出结果我们发现,结果依然是3, c1.equals(c2)返回true,集合就不会把重复的元素放进的,但是为什么结果返回3呢?

现在我们就在Cat类中覆写hashCode方法:

@Override
public int hashCode() {
    final int prime = 31;
    int result = 1;
    result = prime * result + age;
    result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
    return result;
}

发现结果是2,所以对于哈希集合,我们要注意hashCode方法.

注意:如果我们覆写了hashCode方法,我们就要指定按照这个对象的哪些属性来计算这个对象的hashCode值,如果我们一旦选择了某个属性作为计算hashCode值,我们把这个对象保存到集合中去后,我们最好不要修改该对象的参与计算hashCode值的属性,这样容易导致内存泄漏如:

 

Set cats = new HashSet();
Cat c1 = new Cat("jetty",3);
Cat c2 = new Cat("jetty",3);
Cat c3 = new Cat("petty",2);
cats.add(c1);
cats.add(c2);
cats.add(c3);//到目前位置集合中有两个元素
c2.setName("baby");//修改c2的name属性
cats.remove(c2);//删除c2这个元素
System.out.println(cats.size());

发现我们没有成功删除,

然后我们把修改属性的代码注释,发现就成功删除了,

因为HashSet集合是通过hashCode值来决定元素的存放位置,我们已经修改了c2的name属性,那么它的hashCode值就和以前的不同了,然后再根据新的hashCode值去删除未修改前的对象,发现找不到这样的hashCode值,所以就无法删除,从而导致内存泄漏.