Java进阶，Set集合，Map集合

Java进阶，Set集合，Map集合

一.Set系列集合

1.Set系列集系概述

Set系列集合特点

• 无序：存取顺序不一致
• 不重复：可以去除重复
• 无索引：没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历，也不能通过索引来获取元素。

Set集合实现类特点

• HashSet : 无序、不重复、无索引。
• LinkedHashSet：有序、不重复、无索引。
• TreeSet：排序、不重复、无索引。

**注：**Set集合的功能上基本上与Collection的API一致。

public class SetDemo {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        Set<String> sets = new HashSet<>();//无序 不重复 无索引
//        Set sets= new LinkedHashSet<>();//有序 不重复 无索引
        sets.add("Java");
        sets.add("Java");
        sets.add("MySQL");
        sets.add("MySQL");
        sets.add("HTML");
        sets.add("HTML");
        sets.add("SpringBoot");
        sets.add("SpringBoot");
        System.out.println(sets);
    }
}

2.实现类：HashSet集合元素无序的底层原理：哈希表

HashSet底层原理：

• HashSet集合底层采取哈希表存储的数据。
• 哈希表是一种对于增删改查数据性能都较好的结构。

哈希表的组成：

• JDK8之前的，底层使用数组+链表组成
• JDK8开始后，底层采用数组+链表+红黑树组成。

哈希值：

• 是JDK根据对象的地址，按照某种规则算出来的int类型的数值。

Object类的API：

• public int hashCode()：返回对象的哈希值

对象的哈希值特点：

• 同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的
• 默认情况下，不同对象的哈希值是不同的。

JDK1.8版本开始HashSet原理解析：

• 底层结构：哈希表（数组、链表、红黑树的结合体）
• 当挂在元素下面的数据过多时，查询性能降低，从JDK8开始后，当链表长度超过8的时候，自动转换为红黑树。

哈希表的详细流程

① 创建一个默认长度16**，默认加载因为0.75的数组，数组名**table

② 根据元素的哈希值跟数组的长度计算出应存入的位置

③ 判断当前位置是否为null，如果是null直接存入，如果位置不为null，表示有元素， 则调用equals方法比较属性值，如果一样，则不存，如果不一样，则存入数组。

④ 当数组存满到16*0.75=12时，就自动扩容，每次扩容原先的两倍

3.实现类：HashSet集合元素去重复的底层原理

案例：

**需求：**创建一个存储学生对象的集合，存储多个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合，要求：学生对象的成员变量值相同，我们就认为是同一个对象

//分析
//定义学生类，创建HashSet集合对象, 创建学生对象
//把学生添加到集合
//在学生类中重写两个方法，hashCode()和equals()，自动生成即可
//遍历集合(增强for)

public class Student {
   
    private String name;
    private int age;
    private char sex;

    public Student() {
   
    }

    public Student(String name, int age, char sex) {
   
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.sex = sex;
    }

    public String getName() {
   
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
   
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
   
        return age;
    }

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

    public char getSex() {
   
        return sex;
    }

    public void setSex(char sex) {
   
        this.sex = sex;
    }

    /**
     * 只要两个对象内容一样，结果一定是true
     * @param o
     * @return
     */
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
   
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age && sex == student.sex && Objects.equals(name, student.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
   
        return Objects.hash(name, age, sex);
    }

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

public class Demo {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        //Set集合去除重复原因：先判断哈希值，再判断equals
        Set<Student> sets = new HashSet<>();

        Student s1 = new Student("曹操",33,'男');
        Student s2 = new Student("曹操",33,'男');
        Student s3 = new Student("大乔",21,'女');
        Student s4 = new Student("小乔",20,'女');

        sets.add(s1);
        sets.add(s2);
        sets.add(s3);
        sets.add(s4);

        System.out.println(sets);
    }
}

如果希望Set集合认为2个内容相同的对象是重复的应该怎么办？

• 重写对象的hashCode和equals方法。

4.实现类：LinkedHashSet

LinkedHashSet集合概述和特点

• 有序、不重复、无索引。
• 这里的有序指的是保证存储和取出的元素顺序一致
• 原理：底层数据结构是依然哈希表，只是每个元素又额外的多了一个双链表的机制记录存储的顺序。

5.实现类：TreeSet

TreeSet集合概述和特点

• 不重复、无索引、可排序
• 可排序：按照元素的大小默认升序（有小到大）排序。
• TreeSet集合底层是基于红黑树的数据结构实现排序的，增删改查性能都较好。

**注意：**TreeSet集合是一定要排序的，可以将元素按照指定的规则进行排序。

TreeSet集合默认的规则

• 对于数值类型：Integer , Double，官方默认按照大小进行升序排序。
• 对于字符串类型：默认按照首字符的编号升序排序。
• 对于自定义类型如Student对象，TreeSet无法直接排序。

结论：想要使用****TreeSet存储自定义类型，需要制定排序规则

自定义排序规则

• TreeSet集合存储对象的的时候有2种方式可以设计自定义比较规则

方式一

• 让自定义的类（如学生类）,实现Comparable接口重写里面的compareTo方法来定制比较规则。

方式二

• TreeSet集合有参数构造器，可以设置Comparator接口对应的比较器对象，来定制比较规则。

两种方式中，关于返回值的规则：

• 如果认为第一个元素大于第二个元素返回正整数即可。
• 如果认为第一个元素小于第二个元素返回负整数即可。
• 如果认为第一个元素等于第二个元素返回0即可，此时Treeset集合只会保留一个元素，认为两者重复。

注意：如果TreeSet集合存储的对象有实现比较规则，集合也自带比较器，默认使用集合自带的比较器排序。

public class Apple implements Comparable<Apple>{
   
    private String names;
    private String colors;
    private int weights;
    private double price;

    public Apple() {
   
    }

    public Apple(String names, String colors, int weights, double price) {
   
        this.names = names;
        this.colors = colors;
        this.weights = weights;
        this.price = price;
    }

    public String getNames() {
   
        return names;
    }

    public void setNames(String names) {
   
        this.names = names;
    }

    public String getColors() {
   
        return colors;
    }

    public void setColors(String colors) {
   
        this.colors = colors;
    }

    public int getWeights() {
   
        return weights;
    }

    public void setWeights(int weights) {
   
        this.weights = weights;
    }

    public double getPrice() {
   
        return price;
    }

    public void setPrice(double price) {
   
        this.price = price;
    }

    @Override
    public String toString() {
   
        return