集合：set接口及其實現類（HashSet、TreeSet底層結構）

1、set接口

（1）特點

• 元素不能重復（equals判斷）
• 無序

    @Test
    public void test1() {
        Set set=new HashSet();
        set.add("zhai");
        set.add("123");
        set.add("null");
        set.add("123");
        set.add("90");
        System.out.println(set);
    }

[123, null, 90, zhai]

注意：Treeset不允許添加null元素

（2）特有方法

沒有特有方法，主要是從collection接口繼承來的

（3）遍歷方式

和collection接口的遍歷方式相同：迭代器、增強for

 

2、HashSet底層結構

（1）底層結構

• 哈希表

public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }

因為HashSet維護的是一個HashMap對象，而HashMap維護的是一個哈希表，兩者都是基於hash結構的。二者在Java里有着相同的實現，前者僅僅是對后者做了一層包裝，也就是說HashSet里面有一個HashMap（適配器模式）

• 無序：根據哈希值確定元素在哈希表中的位置

（2）去除重復原理

 原理：

先獲取元素的哈希值，通過一些運算獲取一個整數索引index（要存放在數組的位置）

如果索引處沒有元素，則直接添加

如果索引處有其他元素，則需要進行equals判斷，如果不相等，則以鏈表的形式追加到已有元素的后面並返回true，如果相等則直接覆蓋並返回false

如果不是哈希表的結構，需要進行大量的equals判斷，哈希表的使用大大減少了equals的使用

 

重寫equals與hashCode方法（https://www.cnblogs.com/zhai1997/p/11354885.html）

存儲已經存在的數據類型的數據，不用重寫equals和hashcode方法，即可去除重復元素

存儲自定義類型的數據需要重寫equals和hashcode方法

 

3、TreeSet底層結構

（1）底層結構

基於map對象（TreeMap），treeMap的底層是紅黑樹的結構，可以實現對元素的排序。TreeSet是對TreeMap的簡單包裝，對TreeSet的函數調用都會轉換成合適的TreeMap方法

（2）特點

• 不允許重復
• 可以實現對里面的元素進行排序（自然排序、定制排序）

•  紅黑樹存儲的時候是左邊的存較小的元素，右邊存儲較大的元素，取出的時候可以按順序取出，先取出20，然后25... ...
• 紅黑樹與二叉樹的不同是，紅黑樹給二叉樹標記了顏色，例如：左邊紅色右邊黑色，當左邊的紅色元素過多右邊黑色元素過少的時候，紅黑樹就失去了平衡，此時就要重新打亂順序重新選出根元素，使得兩邊保持平衡
• 紅黑樹是二叉樹的一種

（3）TreeSet的使用

 @Test
    public void test1() {
        Set set=new TreeSet();
        set.add(new Student("zhai",12));
        set.add(new Student("zz",13));
        set.add(new Student("zhang",14));
        set.add(new Student("liu",19));
        set.add(new Student("zhang",14));
        for (Object s: set){
            System.out.println(s);
        }
    }

java.lang.ClassCastException: com.zhb.domain.Student cannot be cast to java.lang.Comparable

報錯的類型是類型轉換異常，原因是添加元素的時候在確定元素在二叉樹中的位置的時候，需要當前元素與結點元素進行比較，小的左，大的右，相等的話不添加，但是對象不具有比較性，因此報錯

要讓其具有比較性有兩種方法：

自然排序：

public class Student implements Comparable{
    public String sname;
    public int age;

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "sname='" + sname + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    public Student(String sname, int age) {
        this.sname = sname;
        this.age = age;
    }

    public String getSname() {
        return sname;
    }

    public void setSname(String sname) {
        this.sname = sname;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }


    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        Student s=(Student)o;
        return Integer.compare(this.age,s.age);
    }
}

Student{sname='zhai', age=12}
Student{sname='zz', age=13}
Student{sname='zhang', age=14}
Student{sname='liu', age=19}

此方法需要實現接口重寫方法

定制排序：

 @Test
    public void test1() {
        Set set=new TreeSet(new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                Student s1=(Student)o1;
                Student s2=(Student)o2;
                return Integer.compare(s1.getAge(),s2.getAge());
            }
        });
        set.add(new Student("zhai",12));
        set.add(new Student("zz",13));
        set.add(new Student("zhang",14));
        set.add(new Student("liu",19));
        set.add(new Student("zhang",14));
        for (Object s: set){
            System.out.println(s);
        }
    }

Student{sname='zhai', age=12}
Student{sname='zz', age=13}
Student{sname='zhang', age=14}
Student{sname='liu', age=19}

在定義TreeSet的同時定義比較器

（4）添加方法原理

底層是treemap的添加：

 進行元素的比較：

 調用的比較器：

（5）如何實現去重

　　通過比較方法（compareTo方法）的返回值是否為0來判斷元素是否重復。一般Set會比較equals和hashCode。而TreeSet還會比較compareTo，先調用compareTo並通過二分法將元素排列以后，再調用equals和hashCode來判斷和當前排列位置的元素是否一致

 

4、LinkedHashSet

　　LinkedHashSet和LinkedHashMap在Java里也有着相同的實現，前者僅僅是對后者做了一層包裝，也就是說LinkedHashSet里面有一個LinkedHashMap（適配器模式）

結構：哈希表，鏈表部分是雙向鏈表

好處：保證迭代順序跟插入順序相同、迭代時間就只跟entry的個數相關，而跟table的大小無關