Java集合框架總結：Set接口的使用
1、Set接口的使用
Set集合里多個對象之間沒有明顯的順序。具體詳細方法請參考API文檔（可見身邊隨時帶上API文檔有多重要），基本與Collection方法相同。只是行為不同（Set不允許包含重復元素）。
Set集合不允許重復元素，是因為Set判斷兩個對象相同不是使用==運算符，而是根據equals方法。即兩個對象用equals方法比較返回true，Set就不能接受兩個對象。
- public class TestSet
- {
- public static void main(String[] args)
- {
- Set<String> books = new HashSet<String>();
- //添加一個字符串對象
- books.add(new String("Struts2權威指南"));
- //再次添加一個字符串對象，
- //因為兩個字符串對象通過equals方法比較相等，所以添加失敗，返回false
- boolean result = books.add(new String("Struts2權威指南"));
- System.out.println(result);
- //下面輸出看到集合只有一個元素
- System.out.println(books);
- }
- }
程序運行結果：
- false
- [Struts2權威指南]
說明：程序中，book集合兩次添加的字符串對象明顯不是一個對象（程序通過new關鍵字來創建字符串對象），當使用==運算符判斷返回false，使用equals方法比較返回true，所以不能添加到Set集合中，最后只能輸出一個元素。
Set接口中的知識，同時也適用于HashSet、TreeSet和EnumSet三個實現類。
2、HashSet類
HashSet按Hash算法來存儲集合的元素，因此具有很好的存取和查找性能。
| HashSet的特點：
（1）HashSet不是同步的，多個線程訪問是需要通過代碼保證同步 （2）集合元素值可以使null。 |
HashSet集合判斷兩個元素相等的標準是兩個對象通過equals方法比較相等，并且兩個對象的hashCode（）方法返回值也相等。
- //類A的equals方法總是返回true,但沒有重寫其hashCode()方法
- class A
- {
- public boolean equals(Object obj)
- {
- return true;
- }
- }
- //類B的hashCode()方法總是返回1,但沒有重寫其equals()方法
- class B
- {
- public int hashCode()
- {
- return 1;
- }
- }
- //類C的hashCode()方法總是返回2,但沒有重寫其equals()方法
- class C
- {
- public int hashCode()
- {
- return 2;
- }
- public boolean equals(Object obj)
- {
- return true;
- }
- }
- public class TestHashSet
- {
- public static void main(String[] args)
- {
- HashSet<Object> books = new HashSet<Object>();
- //分別向books集合中添加2個A對象，2個B對象，2個C對象
- books.add(new A());
- books.add(new A());
- books.add(new B());
- books.add(new B());
- books.add(new C());
- books.add(new C());
- System.out.println(books);
- }
- }
程序運行結果：
- [B@1, B@1, C@2, A@b5dac4, A@9945ce]
說明：
（1）Object類提供的toString方法總是返回該對象實現類的類名+@+hashCode(16進制數）值，所以可以看到上面程序輸出的結果。可以通過重寫toString方法來輸出自己希望的形式。
（2）即使2個A對象通過equals比較返回true，但HashSet依然把它們當成2個對象；即使2個B對象的hashCode（）返回相同值，但HashSet依然把它們當成2個對象。即如果把一個對象放入HashSet中時，如果重寫該對象equals（）方法，也應該重寫其hashCode（）方法。其規則是：如果2個對象通過equals方法比較返回true時，這兩個對象的hashCode也應該相同。
hash算法的功能：
它能保證通過一個對象快速查找到另一個對象。hash算法的價值在于速度，它可以保證查詢得到快速執行。
當需要查詢集合中某個元素時，hash算法可以直接根據該元素的值得到該元素保存位置，從而可以讓程序快速找到該元素。
當從HashSet中訪問元素時，HashSet先計算該元素的hashCode值（也就是調用該對象的hashCode（））方法的返回值），然后直接到該hashCode對應的位置去取出該元素。
即也是快速的原因。HashSet中每個能存儲元素的“曹位（slot）”通常稱為“桶（bucket）”，如果多個元素的hashCode相同，但它們通過equals（）方法比較返回false，就需要一個“桶”里放多個元素，從而導致性能下降。
繼續深入研究HashSet：
當向HashSet中添加一個可變對象后，并且后面程序修改了該可變對象的屬性，可能導致它與集合中其他元素相同，這就可能導致HashSet中包含兩個相同的對象。
看下面程序：
- class R
- {
- int count;
- public R(int count)
- {
- this.count = count;
- }
- public String toString()
- {
- return "R(count屬性:" + count + ")";
- }
- public boolean equals(Object obj)
- {
- if (obj instanceof R)
- {
- R r = (R)obj;
- if (r.count == this.count)
- {
- return true;
- }
- }
- return false;
- }
- public int hashCode()
- {
- return this.count;
- }
- }
- public class TestHashSet2
- {
- public static void main(String[] args)
- {
- HashSet<R> hs = new HashSet<R>();
- hs.add(new R(5));
- hs.add(new R(-3));
- hs.add(new R(9));
- hs.add(new R(-2));
- //打印TreeSet集合，集合元素是有序排列的
- System.out.println(hs);
- //取出第一個元素
- Iterator<R> it = hs.iterator();
- R first = (R)it.next(); //first指向集合的第一個元素
- //為第一個元素的count屬性賦值
- first.count = -3; //first指向的元素值發生改變，地址并沒有改變，大家可以試著用Java內存分配機制（棧和堆)思考下。
- //再次輸出count將看到HashSet里的元素處于無序狀態
- System.out.println(hs);
- hs.remove(new R(-3));
- System.out.println(hs);
- //輸出false
- System.out.println("hs是否包含count為-3的R對象？" + hs.contains(new R(-3)));
- //輸出false
- System.out.println("hs是否包含count為5的R對象？" + hs.contains(new R(5)));
- }
- }
程序運行結果：
- [R(count屬性:5), R(count屬性:9), R(count屬性:-3), R(count屬性:-2)]
- [R(count屬性:-3), R(count屬性:9), R(count屬性:-3), R(count屬性:-2)]
- [R(count屬性:-3), R(count屬性:9), R(count屬性:-2)]
- hs是否包含count為-3的R對象？false
- hs是否包含count為5的R對象？false
說明：程序重寫了R類的equals（）和hashCode（）方法，這兩個方法都是根據R對象的count屬性來判斷。從運行結果可以看出，HashSet集合中有完全相同元素，這表明兩個元素已經重復，但因為HashSet在添加它們時已經把它們添加到了不同地方，所以HashSet完全可以容納兩個相同元素。至于第一個count為-3的R對象，它保存在count為5的R對象對應的位置（地址）。當向HashSet中添加可變對象時，必須十分小心。如果修改HashSet集合中的對象，有可能導致該對象與集合中其他對象相等，從而導致HashSet無法準確訪問該對象。
HashSet還有一個子類LinkedHashSet，LinkedHashSet集合也根據元素hashCode值來決定元素存儲位置，但它同時使用鏈表維護元素的次序，即當遍歷LinkedHashSet集合元素時，HashSet將會按元素的添加順序來訪問集合里的元素。
3、TreeSet類
TreeSet是SortedSet接口的唯一實現，TreeSet可以確保集合元素處于排序狀態（元素是有序的）。
TreeSet提供的幾個額外方法：
- Comparator comparttor()： 返回當前Set使用的Compara投入，或者返回null，表示以自然方式排序。
- Object first()：返回集合中的第一個元素。
- Object last()：返回集合中的最后一個元素。
- Objiect lower(Object e)：返回集合中位于指定元素之前的元素（即小于指定元素的最大元素，參考元素可以不是TreeSet的元素）。
- Object higher(Object e)：返回集合中位于指定元素之后的元素（即大于指定元素的最小元素，參考元素可以不需要TreeSet的元素）。
- SortedSet subSet(fromElement， toElement)：返回此Set的子集，范圍從fromElement(包含大于等于）到toElement(不包含小于）。
- SortedSet headSet(toElement)：返回此Set的子集，由小于toElement的元素組成。
- SortedSet tailSet(fromElement)：返回此Set的子集，由大于或等于fromElement的元素組成。
- public class TestTreeSetCommon
- {
- public static void main(String[] args)
- {
- TreeSet<Integer> nums = new TreeSet<Integer>();
- //向TreeSet中添加四個Integer對象
- nums.add(5);
- nums.add(2);
- nums.add(10);
- nums.add(-9);
- //輸出集合元素，看到集合元素已經處于排序狀態
- System.out.println(nums);
- //輸出集合里的第一個元素
- System.out.println(nums.first());
- //輸出集合里的最后一個元素
- System.out.println(nums.last());
- //返回小于4的子集，不包含4
- System.out.println(nums.headSet(4));
- //返回大于5的子集，如果Set中包含5，子集中還包含5
- System.out.println(nums.tailSet(5));
- //返回大于等于-3，小于4的子集。
- System.out.println(nums.subSet(-3 , 4));
- }
- }
說明：由運行結果可以看出，TreeSet并不是根據元素的插入順序進行排序，而是根據元素實際值來進行排序。TreeSet采用紅黑樹的數據結構對元素進行排序，具體排序內容會在后續文章中說明。
原文鏈接：http://www.cnblogs.com/zhxxcq/archive/2012/03/14/2395511.html
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