上边几篇,我们对java的List集合进行相关介绍,了解了关于List集合下的相关实现类的方法或者接口。
自本篇开始,将围绕java的Set进行介绍,也是对我java知识的巩固吧,处理业务越多,发现自己对基础知识的薄弱,于是又回头继续学习,没办法,学习就是这样,忘记又学,学了又忘,听他们说,把东西理解了,并掺杂自己的想法就不会忘记了,我也不知道是不是真的,算了废话不多说了,开始介绍Set集合了;
Set作为Java中的一个接口,它继承自Collection接口,用于存储不重复的元素, Set不保证元素的顺序,且不允许包含重复元素。
不允许重复的元素: set中的元素是唯一的,如果试图向Set中添加重复的元素,则添加操作将被忽略。
具备无序性: Set中的元素没有固定的顺序,不同的实现类可能以不同的方式存储和遍历元素。
具备高效性: Set提供了高效的元素查找和插入操作,通常使用哈希表或者树等数据结构来实现。
public static void main(String[] args) {
Set<String> set = new HashSet<>();
// 添加元素
set.add("apple");
set.add("banana");
set.add("orange");
set.add("apple"); // 重复元素,将被忽略
// 判断是否包含元素
System.out.println(set.contains("apple")); // 输出:true
System.out.println(set.contains("grape")); // 输出:false
// 获取元素个数
System.out.println(set.size()); // 输出:3
// 遍历Set
for (String element : set) {
System.out.println(element);
}
// 删除元素
set.remove("banana");
// 清空Set
set.clear();
}
注意一下,Set重写了equals和hashCode方法。
去重:当需要从一组数据中去除重复元素时,可以使用Set来存储数据,因为Set会自动去除重复元素。
查找:由于Set内部使用哈希表或树等数据结构实现,查找操作的时间复杂度为O(1)或O(log n),因此在需要快速查找元素的场景下,Set是一个很好的选择。
数学集合运算:Set提供了一些集合运算的方法,如交集、并集、差集等,可以方便地进行集合操作。
无序性:Set中的元素没有固定的顺序,无法按照特定的顺序进行访问和遍历。
不支持索引访问:Set接口不提供索引访问元素的方法,无法通过索引直接访问元素,需要使用迭代器或其他方式进行遍历。
内存占用较大:由于Set需要保证元素的唯一性,可能需要额外的内存空间来存储哈希值或比较元素,因此在存储大量数据时,可能会占用较多的内存。
Set<Integer> set1 = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
Set<Integer> set2 = new HashSet<>(Arrays.asList(4, 5, 6, 7, 8));
Set<Integer> intersection = new HashSet<>(set1);
intersection.retainAll(set2);
System.out.println(intersection); // 输出:[4, 5]
创建了两个Set
,分别包含一些整数元素。然后,我们创建一个新的Set ntersection
,并将其初始化为set1
的副本。接下来,我们使用retainAll()
方法将intersection
与set2
取交集,最终得到的结果是[4, 5],即两个Set
中共同存在的元素。
Set<Integer> set1 = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
Set<Integer> set2 = new HashSet<>(Arrays.asList(4, 5, 6, 7, 8));
Set<Integer> union = new HashSet<>(set1);
union.addAll(set2);
System.out.println(union); // 输出:[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
我们创建了两个Set
,分别包含一些整数元素。然后,我们创建一个新的Set union
,并将其初始化为set1
的副本。接下来,我们使用addAll()
方法将set2
中的元素添加到union
中,最终得到的结果是[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
,即两个Set中所有的不重复元素。
Set<Integer> set1 = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
Set<Integer> set2 = new HashSet<>(Arrays.asList(4, 5, 6, 7, 8));
Set<Integer> difference = new HashSet<>(set1);
difference.removeAll(set2);
System.out.println(difference); // 输出:[1, 2, 3]
我们创建了两个Set
,分别包含一些整数元素。然后,我们创建一个新的Set difference
,并将其初始化为set1
的副本。接下来,我们使用removeAll()
方法将set2
中的元素从difference
中移除,最终得到的结果是[1, 2, 3]
,即在第一个Set中存在但在第二个Set
中不存在的元素。
AbstractSet是一个抽象类,它实现了Set接口的大部分方法,提供了一些通用的实现,使得编写自定义的Set实现类变得更加简单。
add(E e):向集合中添加指定的元素。默认实现会抛出UnsupportedOperationException异常,因此,具体的子类需要重写该方法来实现添加元素的逻辑。
addAll(Collection extends E> c):将指定集合中的所有元素添加到当前集合中。默认实现会遍历指定集合,并逐个调用add()方法来添加元素。
clear():从集合中移除所有的元素。默认实现会遍历集合,并逐个调用remove()方法来移除元素。
contains(Object o):判断集合是否包含指定的元素。默认实现会遍历集合,并逐个调用equals()方法来比较元素。
containsAll(Collection> c):判断集合是否包含指定集合中的所有元素。默认实现会遍历指定集合,并逐个调用contains()方法来判断元素是否存在。
equals(Object o):判断当前集合是否与指定对象相等。默认实现会比较集合的大小和元素是否相同。
hashCode():返回当前集合的哈希码值。默认实现会遍历集合,并累加每个元素的哈希码值。
isEmpty():判断集合是否为空。默认实现会判断集合的大小是否为0。
iterator():返回一个用于遍历集合的迭代器。默认实现会返回AbstractSet的内部类Iterator的实例。
remove(Object o):从集合中移除指定的元素。默认实现会遍历集合,并逐个调用equals()方法来比较元素。
removeAll(Collection> c):从集合中移除指定集合中的所有元素。默认实现会遍历指定集合,并逐个调用remove()方法来移除元素。
retainAll(Collection> c):仅保留集合中与指定集合中相同的元素,移除其他元素。默认实现会遍历集合,并逐个调用contains()方法来判断元素是否存在。
size():返回集合中的元素个数。默认实现会遍历集合并计数。
toArray():将集合转换为数组。默认实现会创建一个新的数组,并将集合中的元素复制到数组中。
AbstractSet在Java中的作用是为自定义的Set实现类提供了一些通用的方法实现,简化了编写Set实现类的过程。通过继承AbstractSet,我们只需要关注实现自定义的Set特有的方法,而无需重复编写已经在AbstractSet中实现的方法。
public class MySet<E> extends AbstractSet<E> {
private Object[] elements;
private int size;
public MySet() {
elements = new Object[10];
size = 0;
}
@Override
public boolean add(E e) {
if (contains(e)) {
return false;
}
if (size >= elements.length) {
// 扩容数组
Object[] newElements = new Object[elements.length * 2];
System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, size);
elements = newElements;
}
elements[size++] = e;
return true;
}
@Override
public Iterator<E> iterator() {
return new MySetIterator();
}
@Override
public int size() {
return size;
}
private class MySetIterator implements Iterator<E> {
private int cursor;
@Override
public boolean hasNext() {
return cursor < size;
}
@Override
public E next() {
if (!hasNext()) {
throw new NoSuchElementException();
}
return (E) elements[cursor++];
}
}
}
我们创建了一个名为MySet的自定义Set实现类,它继承自AbstractSet。我们只需要实现add()、iterator()和size()这三个抽象方法,而其他方法如contains()、remove()等已经在AbstractSet中实现了。
在MySet中,我们使用一个数组elements来存储集合中的元素,size表示集合的大小。在add()方法中,我们首先判断元素是否已经存在于集合中,如果存在则返回false,否则将元素添加到数组中。如果数组已满,则扩容数组。在iterator()方法中,我们返回一个内部类MySetIterator的实例,用于遍历集合中的元素。在size()方法中,我们直接返回集合的大小。