《Java与面向对象程序》-7.3 Set接口

学习目标掌握HashSet、TreeSet集合的含义和用法主要内容HashSet集合TreeSet集合Set接口

Set接口和List接口都继承自Collection接口。与List接口不同，Set接口不允许出现重复元素，集合中的元素位置无序，有且只有一个值为null的元素。Set接口主要有HashSet和TreeSet两个实现类。其中，HashSet是根据对象的哈希值来确定元素在集合中的位置，因此具有良好的存取和查找性能；TreeSet是以二叉树的方式来存储元素，它可以对集合中的元素进行排序。7.3.1HashSet集合

HashSet存储的元素是不可重复的，并且元素都是无序的。【例7-10】HashSet集合的使用importjava.util.*;publicclassEx7_10{ publicstaticvoidmain(String[]args){ HashSetset=newHashSet();//创建HashSet集合 set.add("Kevin");//向该Set集合中添加字符串 set.add("Mary"); set.add("Eve"); set.add("Mary");//向该Set集合中添加重复元素 set.add("Jack"); Iteratorit=set.iterator(); //获取Iterator对象 while(it.hasNext()){//通过while循环，判断集合中是否有元素 Objectobj=it.next(); //通过迭代器的next()方法获取元素 System.out.println(obj); } System.out.println("pleaseinputthename:"); Scannersc=newScanner(System.in); //从键盘输入要查询的名字 Stringname=sc.next(); if(set.contains(name)) //判断集合中是否存在此名字 System.out.println(name+"isexist."); else System.out.println(name+"isnotexist."); set.remove("Kevin"); //从集合中删除Kevin System.out.println("Kevinisremoved.nowthesetis:"+set); }}7.3.1HashSet集合

HashSet集合是如何做到添加的元素不出现重复的呢？关键是存入对象的hashCode()和equals()方法：向HashSet中存入对象时，首先调用存入对象的hashCode()方法获得对象的哈希值，然后根据对象的哈希值计算出一个存储位置。如果该位置上没有元素，则将元素存入；如果该位置上已有元素，则调用equals()方法比较这两个元素是否相同，如果不相同，则通过探测再散列的方法找到一个新的不冲突的存储位置，将该元素存入集合；如果相同，说明是重复元素，则不存入集合。7.3.1HashSet集合

为了保证HashSet正常工作，要求被存入对象应重写hashCode()和equals()方法。如例7-10中将字符串存入HashSet时，String类已经重写了hashCode()和equals()方法。但是如果将没有重写这两个方法的Person对象存入HashSet，结果又如何呢？下面通过一个例子来进行演示。【例7-11】在HashSet中存入没有重写hashCode()和equals()方法的对象importjava.util.*;classPerson{ Stringid; Stringname; publicPerson(Stringid,Stringname){//创建构造方法 this.id=id; =name; } publicStringtoString(){ //重写toString()方法 returnid+":"+name; }}publicclassEx7_11{ publicstaticvoidmain(String[]args){ HashSeths=newHashSet(); //创建HashSet集合 Personp1=newPerson("1","John");//创建Person对象 Personp2=newPerson("2","Eva"); Personp3=newPerson("2","Eva"); hs.add(p1); hs.add(p2); hs.add(p3); System.out.println(hs); }}7.3.1HashSet集合

【例7-12】在HashSet中存入重写了hashCode()和equals()方法的对象importjava.util.*;classPerson{ privateStringid; privateStringname; publicPerson(Stringid,Stringname){ this.id=id; =name; }//重写toString()方法 publicStringtoString(){ returnid+":"+name; }//重写hashCode方法 publicinthashCode(){ returnid.hashCode();//返回id属性的哈希值 }//重写equals方法 publicbooleanequals(Objectobj){ Personp=(Person)obj;//将对象强转为Person类型 return this.id==p.id;//返回判断结果 }}publicclassEx7_12{ publicstaticvoidmain(String[]args){ HashSeths=newHashSet();//创建HashSet对象 Personp1=newPerson("1","John");//创建Person对象 Personp2=newPerson("1","Regan"); Personp3=newPerson("2","Eva"); Personp4=newPerson("2","Eva"); Personp5=newPerson("3","Eva"); hs.add(p1); //向集合存入对象 hs.add(p2); hs.add(p3); hs.add(p4); hs.add(p5); System.out.println(hs); //打印集合中的元素 }}7.3.1HashSet集合

7.3.2TreeSet集合

TreeSet是一个有序的Set集合，具有Set的属性和方法。它支持一系列的导航方法。比如查找与指定目标最匹配项。它能被克隆，支持序列化。它内部采用自平衡的排序二叉树来存储元素。

7.3.2TreeSet集合

所谓二叉树就是每个结点最多有两棵子树，即二叉树中的每个结点至多有两个子结点，且每个子结点都有各自的位置关系，通常左侧的子结点称为“左子树”，右侧的子结点称为“右子树”，以只有三个结点的二叉树为例，其所有形态如图7-22所示。

图7-22三个结点的二叉树的所有形态7.3.2TreeSet集合

二叉树的种类很多，TreeSet集合内部使用的是自平衡的排序二叉树，它的特点是存储的元素会按照大小排序，并能去除重复元素。例如向一个TreeSet集合依次存入8个元素：10、7、12、9、1、12、11、27，其存储结构会形成一个排序二叉树的形态，如图7-23所示。

图7-23排序二叉树7.3.2TreeSet集合

表7-5TreeSet中定义的方法7.3.2TreeSet集合

【例7-13】TreeSet集合的使用importjava.util.*;publicclassEx7_13{ publicstaticvoidmain(String[]args){

TreeSetts=newTreeSet();//创建TreeSet集合

ts.add("Tom");//向TreeSet集合中添加元素

ts.add("Eve"); ts.add("Lucy"); ts.add("Eve"); ts.add("Susan"); ts.add("Jane");

Iteratorit=ts.iterator();//获取Iterator对象

while(it.hasNext()){ System.out.println(it.next()); }

System.out.println("集合逆序视图："+ts.descendingSet()); System.out.println("集合中最小值："+ts.first()); System.out.println("集合中最大值："+ts.last()); }}7.3.2TreeSet集合

在TreeSet集合中存放Person类型对象时，如果Person类没有实现Comparable接口，则Person类型的对象将不能进行比较，这时，TreeSet集合就不知道按照什么规则对Person对象进行排序。因此，为了在TreeSet集合中存放Person对象，必须使Person类实现Comparable接口，如例7-14所示。

7.3.2TreeSet集合

【例7-14】在TreeSet集合中存储实现Comparable接口的对象importjava.util.*;classPersonimplementsComparable{ //定义Person类实现Comparable接口

Stringname; intage; publicPerson(Stringname,intage){//创建构造方法

=name; this.age=age; } publicStringtoString(){ //重写Object类的toString()方法，返回描述信息

returnname+":"+age; } publicintcompareTo(Objectobj){//重写Comparable接口的compareTo方法

Personp=(Person)obj; //将比较对象强转为Person类型

if(this.age>p.age){ //判断二者age的大小

return1; } if(this.age==p.age){ returnpareTo(); //若age相等，则按name比较大小

} return-1; }}publicclassEx7_14{ publicstaticvoidmain(String[]args){ TreeSetts=newTreeSet();//创建TreeSet集合

ts.add(newPerson("Tom",21));//向集合中添加元素

ts.add(newPerson("Eve",20)); ts.add(newPerson("Lucy",21)); ts.add(newPerson("Eve",20)); Iteratorit=ts.iterator(); while(it.hasNext()){ System.out.println(it.next()); } }}7.3.2TreeSet集合

有时候，定义的类没有实现Comparable接口或者实现了Comparable接口而不想按照定义的compareTo()方法进行排序。例如，希望字符串可以按照长度排序，这时，可以通过自定义比较器的方式对TreeSet集合中的元素排序，即实现Comparator接口的intcompare(Objecto1,Objecto2)方法来制定排序规则,该方法用来比较排序的两个参数。根据第一个参数小于、等于或大于第二个参数分别返回负整数、零或正整数。按照Java规范应满足自反性、传递性、一致性的约定，否则会抛出异常。下面通过一个例子实现TreeSet集合中字符串按照长度进行排序。

7.3.2TreeSet集合

【例7-15】在TreeSet集合中存入元素按字符串长度排序importjava.util.*;classPersonimplementsComparable{ //定义Person类实现Comparable接口

Stringname; intage; publicPerson(Stringname,intage){//创建构造方法

=name; this.age=age; } publicStringtoString(){ //重写Object类的toString()方法，返回描述信息

returnname+":"+age; } publicintcompareTo(Objectobj){ //重写Comparable接口的compareTo方法

Personp=(Person)obj; //将比较对象强转为Person类型

if(this.age>p.age){ //判断二者age的大小

return1; } if(this.age==p.age){ returnpareTo();//若age相等，则按name比较大小

} return-1; }}