30、Java中Set集合之HashSet、TreeSet和EnumSet

时间:2023-02-14 21:55:44
30、Java中Set集合之HashSet、TreeSet和EnumSet

Set集合是Collection的子集,Set集合与Collection基本相同,没有提供任何额外的方法,只是Set不允许包含重复的元素。

Set集合3个实现类:HashSet、TreeSet、EnumSet

  

一、HashSet

public class HashSet<E>extends AbstractSet<E>implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable

HashSet是Set接口的典型实现,HashSet按hash算法来存储元素,因此具有很好的存取和查找性能。它具有以下特点:

1、不能保证元素的排列顺序,顺序有可能发生变化。

2、HashSet是异步的。

3、集合元素值可以是null。

4、当向HashSet集合中存入一个元素时,HashSet会调用该对象的hashCode()方法来得到该对象的hashCode值,然后根据该HashCode值来确定该对象在HashSet中存储的位置。

  【注意】:HashSet判断两个元素相等的标准是:1、两个对象通过equals()比较相等;2、两个对象的hashCode()方法返回值相等。只有同时满足前面两个条件,HashSet才判断是同一个元素。

  HashSet还有一个子类LinkedHashSet,其集合也是根据元素hashCode值来决定元素的存储位置,但它同时用链表来维护元素的次序,这样使得元素看起来是以插入的顺序保存的,也就是说,当遍历LinkedHashSet集合元素时,它将会按元素的添加顺序来访问集合里的元素。所以LinkedHashSet的性能略低于HashSet,但在迭代访问全部元素时将有很好的性能,因为它以链表来维护内部顺序。

二、TreeSet 

public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E> implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable

TreeSet是SortSet接口的唯一实现,TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。与HashSet相比,TreeSet还提供了几个额外的方法:

1、Comparator comparator():返回当前set使用的Comparator,或者返回null,表示以自然方式排序。

2、Object first():返回集合中的第一个元素。

3、Object last():返回集合中的最后一个元素。

4、Object lower(Object e):返回集合中位于指定元素之前的一个元素。

5、Object higher(Object e):返回集合中位于指定元素之后的一个元素。

6、SortedSet subSet(from Element,to Element):返回此set的子集合,范围从from Element到to Element(闭包)。

7、SortedSet headSet(toElement):返回此Set的子集,由小于toElement的元素组成。

8、SortedSet tailSet(fromElement):返回此Set的子集,由大于等于fromElement的元素组成。

 public static void main(String[] args) {
  TreeSet num=new TreeSet();
   num.add(5);
  num.add(2);
  num.add(10);
   num.add(-9);
  System.out.println(num);        //输出:[-9,2,5,10]集合元素已经处于排序状态
   System.out.println(num.first());    //输出-9
  System.out.println(num.last());    //输出10);
  System.out.println(num.headSet(4));  //输出-9,2返回小于4的子集
  System.out.println(num.tailSet(5));    //输出5,10返回大于等于5的子集
  System.out.println(num.subSet(-9,5));  //输出-9,2返回大于等于-9小于5的子集
}

根据上面程序可以看出,TreeSet不是根据元素插入顺序进行排序的,而是根据元素的值来排序的。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)方法来计较元素之间大小关系,然后将集合元素按升序排列。如果试图把一个对象加进TreeSet时,则该对象的类必须实现Comparable接口,否则程序将会出现ClassCastException异常。

2、定制排序:如果需要实现定制排序,则可以使用Comparable接口的帮助,该接口包含一个int compare(o1,o2)方法,该方法用于计较两个数的大小,如果返回正整数,则表明o1>o2;如果返回0,则表明o1=o2;如果返回负整数,则表明o1<02。

注意:不可以向TreeSet中添加类型不同的对象,否则会引起ClassCastException异常。

三、EnumSet

1、EnumSet中所有值都必须是指定枚举类型的值,它的元素也是有序的,以枚举值在枚举类的定义顺序来决定集合元素的顺序。

2、EnumSet集合不允许加入null元素,否则会抛出NullPointerException异常。

3、EnumSet类没有暴露任何构造器来创建该类的实例,程序应该通过它提供的static方法来创建EnumSet对象,常用的static方法如下:

  a、static EnumSet allOf(Class elementType):创建一个包含指定枚举类里所有枚举值的EnumSet集合。

  b、static EnumSet complementOf(EnumSet s):创建一个其元素类型与指定EnumSet里元素类型相同的EnumSet,新的EnumSet集合包含原EnumSet集合所不包

     含的、此枚举类剩下的枚举值。

  c、static EnumSet copyOf(collection c):使用一个普通集合来创建EnumSet集合。

  d、static EnumSet copyOf(EnumSet e):创建一个与指定EnumSet具有相同元素类型、相同集合元素的EnumSet。

  e、static EnumSet noneOf(Class elementType):创建一个元素类型为指定枚举类型的空EnumSet.

f、 static EnumSet of(E first,E...rest):创建一个包含一个或多个枚举值的EnumSet,传入的多个枚举值必须属于同一个枚举类。

  g、static EnumSet range(E from,E to):创建包含从from枚举值,到to枚举值范围内所有枚举值的EnumSet集合。

 enum Sesson{
SPRING,SUMMER,FALL,WINTER
} public class Test
{
public static void main(String[] args) throws ParseException{
//创建一个EnumSet集合,集合元素就是所有Sesson中的枚举值
EnumSet es1=EnumSet.allOf(Sesson.class);
System.out.println(es1); //[SPRING, SUMMER, FALL, WINTER]
//创建一个EnumSet空集合,其集合元素是Sesson类型的枚举
EnumSet es2=EnumSet.noneOf(Sesson.class);
System.out.println(es2); //[]
//手动添加元素
es2.add(Sesson.SUMMER);
es2.add(Sesson.SPRING);
System.out.println(es2); //[SPRING, SUMMER]
//以指定枚举值创建集合
EnumSet es3=EnumSet.of(Sesson.SUMMER,Sesson.WINTER);
System.out.println(es3); //[SUMMER, WINTER]
EnumSet es4=EnumSet.range(Sesson.SPRING, Sesson.FALL);
System.out.println(es4); //[SPRING, SUMMER, FALL]
EnumSet es5=EnumSet.complementOf(es4);
System.out.println(es5); //[WINTER]
}
}

总结:

1、HashSet的性能比Treeset好,因为TreeSet需要额外的红黑树算法来维护集合元素的次序,只有当需要一个保持排序的Set时,才会用TreeSet。

2、EnumSet是性能最好的,但它只能保存枚举值。

3、它们都是线程不安全的。