JavaSE学习笔记day14

二、Set

Set集合是Collection集合的子接口,该集合中不能有重复元素!!

Set集合提供的方法签名,与父接口Collection的方法完全一致!! 即没有关于下标操作的方法

Set接口,它有两个常用的子实现类HashSet,TreeSet

三、HashSet

HashSet实现了Set接口,底层是hash表(实际上底层是HashMap)
该类不允许重复元素,不保证迭代顺序,即无序(插入顺序和遍历顺序不一致)

3.1 方法演示

构造方法

• HashSet() 构造一个新的空 set，其底层 HashMap 实例的默认初始容量是 16，加载因子是 0.75。
• HashSet(Collection c) 构造一个包含指定 collection 中的元素的新 set
• HashSet(int initialCapacity) 构造一个新的空 set，其底层 HashMap 实例具有指定的初始容量和默认的加载因子（0.75）。
• HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) 构造一个新的空 set，其底层 HashMap 实例具有指定的初始容量和指定的加载因子。

方法

HashSet类中的方法与父接口Set接口中的方法一致,即又跟Collection接口中方法一致

…自行演示

   public static void main(String[] args) {
        // 创建HashSet集合
        HashSet<Integer> set = new HashSet<>( );

        // 放入元素
        boolean r1 = set.add(221);
        System.out.println(r1 );
        boolean r2 = set.add(221);
        System.out.println(r2 );
        set.add(111);
        set.add(111);
        set.add(44);
        set.add(23);

        // 遍历(for + Iterator)
        for(Integer i: set) {
            System.out.println(i );
        }

        // 总结: 顺序问题+ 重复问题
        // 无序即 插入顺序和迭代顺序不一致
        // 不允许重复!
        Iterator<Integer> iterator = set.iterator( );
        while(iterator.hasNext()) {
            Integer integer = iterator.next( );
            System.out.println(integer );
        }


        // 演示其他方法(移除,判断,大小等等)
        System.out.println(set.size() );
        System.out.println(set.isEmpty( ));
        set.clear();
        System.out.println(set.size() );
        System.out.println(set.isEmpty( ));

        HashSet<Integer> set2 = new HashSet<>( );
        set2.add(111);
        // 移除全部指定元素
        System.out.println(set.removeAll(set2));
        System.out.println(set );
    }

3.2 扩容机制[面试]

HashSet底层是Hash表,其实是HashMap.
默认初始容量16,加载因子0.75 —> 扩容的阈值= 容量 * 因子 = 16 * 0.75 = 12
即超过12个元素时就要触发扩容,扩容成原来的2倍

(ps: 初始容量和加载因子是可以通过构造方法创建时修改的…)

练习1: 将字符串数组String [] arr = {“a”,“a”,“b”,“b”,“c”,“c”}去重,变成String[] arr = {“a”,“b”,c"};

// 思路: 遍历数组,将元素放入set集合,再将set集合转数组(toArray)

3.3 去重原理[面试]

1. 调用add(E e)方法时,会在底层调用元素e的hashcode方法来获得对象的地址值
2. 如果地址值不一样,直接存储
3. 如果地址值一样时,会再调用元素的equals方法判断元素的内容是否一样
4. 如果equals为false,那么存储 但是如果equals判断值为true,那么去重

以后只需要使用工具生成hashcode和equals就可以再HashSet中去重!

public class Student{
    // ..其他代码省略
    // 重写hashcode和equalse
    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(age, name);
    }

    @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 && Objects.equals(name, student.name);
    }
}

 public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> set = new HashSet<>( );
        set.add(1);
        set.add(2);
        set.add(3);
        set.add(1);
        System.out.println(set );

        // 创建几个学生,放入set集合
        // 设想属性一样的学生会去重
        HashSet<Student> stuSet = new HashSet<>( );
        stuSet.add(new Student(18,"zs"));
        stuSet.add(new Student(19,"ls"));
        stuSet.add(new Student(19,"ls"));
        stuSet.add(new Student(20,"ww"));
        System.out.println(stuSet );
    }

四、LinkedHashSet

LinkedHashSet 既有Set的去重的特性,又有Linked结构有序的特性,即
存储在LinkedHashSet 中的元素既不允许重复,又能保证迭代顺序

    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashSet<Integer> lhs = new LinkedHashSet<>( );
        lhs.add(211);
        lhs.add(111);
        lhs.add(111);
        lhs.add(44);
        lhs.add(44);
        lhs.add(23);

        System.out.println(lhs );
    }

五、TreeSet

TreeSet是基于 TreeMap 的 NavigableSet 的实现.
可以使用元素的自然顺序对元素进行排序或者根据创建 TreeSet 时提供的 Comparator 进行排序，具体取决于使用的构造方法

即TreeSet会对存储的元素排序,当然也会去重!

5.1 方法演示

构造方法

• TreeSet()构造一个新的空 set，该 set 根据其元素的自然顺序进行排序。
• TreeSet(Comparator comparator) 构造一个新的空 TreeSet，它根据指定比较器进行排序。

方法

有常规的集合的方法(add,remove,Iterator,size等等),还有一些基于树结构能排序的特性才有的特殊方法,例如范围取值的(ceiling(),floor(),lower(),higher(),首尾取值(),first(),last()…)等操作

   public static void main(String[] args) {

        TreeSet<Integer> set = new TreeSet<>( );
        set.add(44);
        set.add(221);
        set.add(221);
        set.add(23);
        set.add(111);
        set.add(111);
        set.add(0);
        set.add(1114);
        // 发现: 会排序(默认是升序),不能存储重复元素
        System.out.println(set );

        for(Integer i : set) {
            System.out.println(i );
        }

        // 获得第一个(排序后)
        System.out.println("first: " + set.first( ));
        // 获得最后一个(排序后)
        System.out.println("last: " + set.last() );

        System.out.println(set );

        // 获取并移除第一个(排序后)
        System.out.println("第1个" + set.pollFirst());
        // 获取并移除最后一个(排序后)
        System.out.println("最hou1个" + set.pollLast());
        System.out.println(set );

        // 范围取值
        System.out.println(set.lower(100));
    }

5.2 去重排序原理

前提知识: TreeSet底层是TreeMap,TreeMap是红黑树,是一种平衡二叉树(AVL)

练习1：新建User类（age，name）,创建TreeSet集合,创建多个User对象,将user对象存入TreeSet集合,实现去重排序,1) 年龄和姓名一致则去重 2) 按照年龄从小到大排序

 TreeSet<User> set = new TreeSet<>( );
  set.add(new User(18,"厄加特"));
  // 运行报错ClassCastException 无法转成Comparable接口

Comparable接口,强行对实现它的每个类的对象进行整体排序,这种排序被称为类的自然排序.
实现这个接口,需要重写comparTo方法,该方法返回值决定了是升序,降序还是去重!

该comparTo(T t)方法运行时 , this指代当前正在调用该方法的对象,参数T就是之前已经存在的元素.

• 返回值 0 ,意味着此元素(正在存储的元素)和之前的元素相同,即不存储,则去重
• 返回值正整数,意味着此元素 大于 之前的元素, 放在该节点的右边
• 返回值负整数,意味着此元素 小于 之前的元素,放在该节点的左边

最后都存储完毕时,取值时采用中序遍历(从根节点开始按照左,中,右的顺序读取)

public class User implements Comparable<User>{
// 属性和方法...
    
/**
 * this 是指代正在存储的元素
 * o    是之前存储的元素
 */
@Override
public int compareTo(User o) {
    System.out.println("此对象--> " + this);
    System.out.println("指定对象--> " + o);
    // 姓名和年龄相同返回0,即去重不存储
    if (this.name.equals(o.getName()) && this.getAge() - o.getAge() == 0) {
        return 0;
    }
    // 年龄相同返回1,即保留下来的不去重的意思
    // 年龄不同的话就正常相减,返回负数或正数
    return this.getAge() - o.getAge() == 0 ? 1 : this.getAge() - o.getAge();
}
}

5.3 练习

需求：创建 5个学生信息(姓名,语文成绩,数学成绩,英语成绩),放入TreeSet集合,输出时按照总分从高到低输出到控制台

package com.qf.set;

import java.util.TreeSet;

/**
 * --- 天道酬勤 ---
 *
 * @author QiuShiju
 * @desc
 */
public class StudentScore implements Comparable<StudentScore>{

    private String name;
    private int chinese;
    private int math;
    private int english;
    // set get 省略
    // 设计方法,获得总分
    public int getTotal(){
        return chinese+math+english;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "StudentScore{" +
                "name='" + name + '\'' +
                "总分='" + getTotal() + '\'' +
                ", chinese=" + chinese +
                ", math=" + math +
                ", english=" + english +
                '}';
    }

    @Override
    public int compareTo(StudentScore o) {
        return o.getTotal() - this.getTotal() == 0 ? 1 : o.getTotal() - this.getTotal();
    }
}

class TestStudentScore {
    public static void main(String[] args) {

        TreeSet<StudentScore> set = new TreeSet<>( );
        set.add(new StudentScore("zhang3",70,70,70 ));
        set.add(new StudentScore("wang5",100,100,100 ));
        set.add(new StudentScore("li4",80,80,80 ));
        set.add(new StudentScore("zhao6",60,60,60 ));
        set.add(new StudentScore("zhou7",90,90,90 ));

        for (StudentScore score : set) {
            System.out.println(score );
        }
    }
}

六、总结

HashSet 方法与父Collection接口中方法一致，正常记
需要向着面试准备： HashSet底层（HashMap），扩容，去重原理

LinkedHashSet 了解

TreeSet底层的树结构能了解就行，只需要指定要想去除排序，必须要实现接口重写方法，返回0去重，返回正负如何如何