2017-10-31 19:20:45
- Set
一個不包含重復元素的 collection。無序且唯一。
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- HashSet
- LinkedHashSet
- TreeSet
HashSet是使用哈希表(hash table)實現的,其中的元素是無序的。HashSet的add、remove、contains方法 的時間復雜度為常量O(1)。
TreeSet使用樹形結構(算法書中的紅黑樹red-black tree)實現的。TreeSet中的元素是可排序的,但add、remove和contains方法的時間復雜度為O(log(n))。TreeSet還提供了first()、last()、headSet()、tailSet()等方法來操作排序后的集合。
LinkedHashSet介於HashSet和TreeSet之間。它基於一個由鏈表實現的哈希表,保留了元素插入順序。LinkedHashSet中基本方法的時間復雜度為O(1)。
~ HashSet
此類實現 Set 接口,由哈希表(實際上是一個 HashMap 實例)支持。它不保證 set 的迭代順序;特別是它不保證該順序恆久不變。此類允許使用 null 元素。
注意,此實現不是同步的。如果多個線程同時訪問一個哈希 set,而其中至少一個線程修改了該 set,那么它必須 保持外部同步。
HashSet底層數據結構是哈希表(HashMap),哈希表依賴於哈希值存儲,添加功能底層依賴兩個方法:int hashCode(),boolean equals(Object obj)。
*構造方法
*常用方法
HashSet唯一性的解釋,源碼剖析:添加功能底層依賴兩個方法:int hashCode(),boolean equals(Object obj)
//HashSet類 class HashSet implements Set{ private static final Object PRESENT = new Object(); private transient HashMap<E,Object> map; // 構造方法,返回了一個HashMap public HashSet() { map = new HashMap<>(); } //add方法 public boolean add(E e) { return map.put(e, PRESENT)==null; } } //HashMap類 class HashMap implements Map{ public V put(K key, V value) { return putVal(hash(key), key, value, false, true); } final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) { Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) n = (tab = resize()).length; if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) tab[i] = newNode(hash, key, value, null); else { Node<K,V> e; K k; if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) e = p; else if (p instanceof TreeNode) e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value); else { for (int binCount = 0; ; ++binCount) { if ((e = p.next) == null) { p.next = newNode(hash, key, value, null); if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st treeifyBin(tab, hash); break; } if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) break; p = e; } } if (e != null) { // existing mapping for key V oldValue = e.value; if (!onlyIfAbsent || oldValue == null) e.value = value; afterNodeAccess(e); return oldValue; } } ++modCount; if (++size > threshold) resize(); afterNodeInsertion(evict); return null; } }
一個實例問題,在這種添加自定義對象的時候,兩個類的屬性值相等,但是依然會被判定為不同的元素,因為沒有重寫hashCode(),所以默認調用的是Object類的hashCode(),而不同類的hashCode一般是不同的。
HashSet<Student> hashSet = new HashSet<>(); Student s1 = new Student("劉亦菲", 22); Student s2 = new Student("章子怡", 25); Student s3 = new Student("劉亦菲", 22); hashSet.add(s1); hashSet.add(s2); hashSet.add(s3); System.out.println(hashSet);
解決方法就是自己重寫hashCode() 和 equals()方法,使用idea的alt+insert可以自動生成。
public class Student { private String name; private Integer age; Student(String name,int age) { this.name=name; this.age=age; } @Override public int hashCode() { // return 0;
return this.name.hashCode()+this.age*11; } @Override public boolean equals(Object obj) { if(this == obj) return true; if(!(obj instanceof Student)) return false; Student s = (Student) obj; return this.name.equals(s.name) && this.age.equals(s.age); } }
這里用到了instanceof操作符,這個操作符和== ,>=是同種性質的,只是是用英文描述的,是二元操作符,用來判斷左邊的是否為這個特定類或者是它的子類的一個實例。
~ LinkedHashSet
具有可預知迭代順序的 Set 接口的哈希表和鏈接列表實現。此實現與 HashSet 的不同之外在於,后者維護着一個運行於所有條目的雙重鏈接列表。此鏈接列表定義了迭代順序,即按照將元素插入到 set 中的順序(插入順序)進行迭代。注意,插入順序不 受在 set 中重新插入的 元素的影響。
哈希表保證元素的唯一性,鏈表保證元素有序,也就是存入順序和取出順序相同。
~ TreeSet
基於 TreeMap
的 NavigableSet
實現。使用元素的自然順序對元素進行排序,或者根據創建 set 時提供的 Comparator
進行排序,具體取決於使用的構造方法。
注意,此實現不是同步的。如果多個線程同時訪問一個 TreeSet,而其中至少一個線程修改了該 set,那么它必須 外部同步。
有兩種排序方式:A-自然排序,也是默認排序(實現Comparable),B-比較器排序。取決於構造方法。
*構造方法
*常用方法
// 會自動排序 TreeSet<Integer> treeSet = new TreeSet<>(); treeSet.add(12); treeSet.add(13); treeSet.add(2); treeSet.add(4); for(int i:treeSet) System.out.println(i);
TreeSet的唯一性解釋,源碼剖析:唯一性根據比較的返回值是否為0,如果為零,則相等;排序的方式有兩種,自然排序和比較器排序。
//TreeSet類 class TreeSet implements Set{ private static final Object PRESENT = new Object(); private transient NavigableMap<E,Object> m; TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) { this.m = m; } public TreeSet() { this(new TreeMap<>()); } public boolean add(E e) { return m.put(e, PRESENT)==null; } } //TreeMap類 class TreeMap implements Map{
//紅黑樹實現 public V put(K key, V value) { Entry<K,V> t = root;
//建立根節點 if (t == null) { compare(key, key); // type (and possibly null) check root = new Entry<>(key, value, null); size = 1; modCount++; return null; } int cmp; Entry<K,V> parent; // split comparator and comparable paths Comparator<? super K> cpr = comparator; if (cpr != null) { do { parent = t; cmp = cpr.compare(key, t.key); if (cmp < 0) t = t.left; else if (cmp > 0) t = t.right; else return t.setValue(value); } while (t != null); } else { if (key == null) throw new NullPointerException(); @SuppressWarnings("unchecked") Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key; do { parent = t; cmp = k.compareTo(t.key); if (cmp < 0) t = t.left; else if (cmp > 0) t = t.right; else return t.setValue(value); } while (t != null); } Entry<K,V> e = new Entry<>(key, value, parent); if (cmp < 0) parent.left = e; else parent.right = e; fixAfterInsertion(e); size++; modCount++; return null; } }
對象中的實例,自然排序:具體類實現Comparable接口,重寫Comparable方法。構造方法為默認構造
public class Student implements Comparable<Student>{ private String name; private Integer age; Student(String name,int age) { this.name=name; this.age=age; } // @Override // public int hashCode() { // return 0; // } // // @Override // public boolean equals(Object obj) { // if(this == obj) // return true; // // if(!(obj instanceof Student)) // return false; // // Student s = (Student) obj; // return this.name.equals(s.name) && this.age.equals(s.age); // } @Override public boolean equals(Object o) { if (this == o) return true; if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; Student student = (Student) o; if (name != null ? !name.equals(student.name) : student.name != null) return false; return age != null ? age.equals(student.age) : student.age == null; } @Override public int hashCode() { int result = name != null ? name.hashCode() : 0; result = 31 * result + (age != null ? age.hashCode() : 0); return result; } @Override // 從小到大 public int compareTo(Student o) { int num = this.age-o.age; return num==0?this.name.compareTo(o.name):num; } }
對象中的實例,比較器排序:自定義比較器,實現Comparator接口。構造方法為帶比較器的構造
class MyComparator implements Comparator<Student>{ @Override public int compare(Student o1, Student o2) { int num = o1.age-o2.age; return num==0?o1.name.compareTo(o2.name):num; } }
當然也可以使用匿名內部類來實現。
TreeSet<Student> treeset = new Treeset<>(new Comparator<Student>(){ public int compare(Student o1, Student o2) { int num = o1.age-o2.age; return num==0?o1.name.compareTo(o2.name):num; } })