Set接口之HashSet、TreeSet、EnumSet

Set接口之HashSet、TreeSet、EnumSet

Set接口:与collection基本上完全一样,它没有提供任何额外的方法,实际上set就是collection,只是行为不同(set不允许包含重复元素)。

一、HashSet

HashSet是Set接口的典型实现,HashSet按hash算法来存储元素,因此具有很好的存取和查找性能。它具有以下特点:

1、不能保证元素的排列顺序,顺序有可能发生变化。

2、HashSet是异步的。

3、集合元素值可以是null。

4、当向HashSet集合中存入一个元素时,HashSet会调用该对象的hashCode()方法来得到该对象的hashCode值,然后根据该HashCode值来确定该对象在HashSet中存储的位置。

     HashSet还有一个子类LinkedHashSet,其集合也是根据元素hashCode值来决定元素的存储位置,但它同时用链表来维护元素的次序,这样使得元素看起来是以插入的顺序保存的,也就是说,当遍历LinkedHashSet集合元素时,它将会按元素的添加顺序来访问集合里的元素。所以LinkedHashSet的性能略低于HashSet,但在迭代访问全部元素时将有很好的性能,因为它以链表来维护内部顺序。

 

 

 

二、TreeSet 

TreeSet是SortSet接口的唯一实现,TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。与HashSet相比,TreeSet还提供了几个额外的方法:

1、Comparator comparator():返回当前set使用的Comparator,或者返回null,表示以自然方式排序。

2、Object first():返回集合中的第一个元素。

3、Object last():返回集合中的最后一个元素。

4、Object lower(Object e):返回集合中位于指定元素之前的一个元素。

5、Object higher(Object e):返回集合中位于指定元素之后的一个元素。

6、SortedSet subSet(from Element,to Element):返回此set的子集合,范围从from Element到to Element(闭包)。

7、SortedSet headSet(toElement):返回此Set的子集,由小于toElement的元素组成。

8、SortedSet tailSet(fromElement):返回此Set的子集,由大于等于fromElement的元素组成。

 

public static void main(String[] args) {
   TreeSet num=new TreeSet();
   num.add(5);
   num.add(2); 
   num.add(10);
   num.add(-9);
     System.out.println(num);        //输出:[-9,2,5,10]集合元素已经处于排序状态
     System.out.println(num.first());    //输出-9
     System.out.println(num.last());    //输出10);
     System.out.println(num.headSet(4));  //输出-9,2返回小于4的子集
     System.out.println(num.tailSet(5));    //输出5,10返回大于等于5的子集
     System.out.println(num.subSet(-9,5));  //输出-9,2返回大于等于-9小于5的子集
}

根据上面程序可以看出,TreeSet不是根据元素插入顺序进行排序的,而是根据元素的值来排序的。TreeSet支持两种排序方法:自然排序和定制排序。

1、自然排序:TreeSet会调用集合元素的compareTo(Object obj)方法来计较元素之间大小关系,然后将集合元素按升序排列。如果试图把一个对象加进TreeSet时,则该对象的类必须实现Comparable接口,否则程序将会出现ClassCastException异常。

2、定制排序:如果需要实现定制排序,则可以使用Compa接口的帮助,该接口包含一个int compare(o1,o2)方法,该方法用于计较两个数的大小,如果返回正整数,则表明o1>o2;如果返回0,则表明o1=o2;如果返回负整数,则表明o1<02。

注意:不可以向TreeSet中添加类型不同的对象,否则会引起ClassCastException异常。

 

 

 

三、EnumSet 

1、EnumSet中所有值都必须是指定枚举类型的值,它的元素也是有序的,以枚举值在枚举类的定义顺序来决定集合元素的顺序。

2、EnumSet集合不允许加入null元素,否则会抛出NullPointerException异常。

3、EnumSet类没有暴露任何构造器来创建该类的实例,程序应该通过它提供的static方法来创建EnumSet对象,常用的static方法如下:

static EnumSet allOf(Class elementType):创建一个包含指定枚举类里所有枚举值的EnumSet集合。
static EnumSet complementOf(EnumSet s):创建一个其元素类型与指定EnumSet里元素类型相同的EnumSet,新的EnumSet集合包含原EnumSet集合所不包含的、此枚举类剩下的枚举值。
static EnumSet copyOf(collection c):使用一个普通集合来创建EnumSet集合。
static EnumSet copyOf(EnumSet e):创建一个与指定EnumSet具有相同元素类型、相同集合元素的EnumSet。
static EnumSet noneOf(Class elementType):创建一个元素类型为指定枚举类型的空EnumSet.
static EnumSet of(E first,E...rest):创建一个包含一个或多个枚举值的EnumSet,传入的多个枚举值必须属于同一个枚举类。
static EnumSet range(E from,E to):创建包含从from枚举值,到to枚举值范围内所有枚举值的EnumSet集合。

 

 public static void main(String[] args) {
     EnumSet e1=EnumSet.allOf(Season1.class);          //创建一个EnumSet集合,集合元素就是Season里的全部枚举值
     System.out.println(e1);         //输出[SPRING, SUMMER, FALL, WINTER]
    EnumSet e2=EnumSet.noneOf(Season1.class);     //创建一个EnumSet空集合,指定其集合元素是season1的枚举值
    e2.add(Season1.WINTER);
    e2.add(Season1.SPRING);
    System.out.println(e2);    //输出[SPRING, WINTER]
   EnumSet e3=EnumSet.of(Season1.SUMMER, Season1.WINTER);  //以指定枚举值创建EnumSet集合
    System.out.println(e3);        //输出[SUMMER, WINTER]
  EnumSet e4=EnumSet.range(Season1.SUMMER, Season1.WINTER);
    System.out.println(e4);         //输出[SUMMER, FALL, WINTER]
  EnumSet e5=EnumSet.complementOf(e4);
    System.out.println(e5);      //输出[SPRING]
}

 

 

总结:

1、HashSet的性能比Treeset好,因为TreeSet需要额外的红黑树算法来维护集合元素的次序,只有当需要一个保持排序的Set时,才会用TreeSet。

2、EnumSet是性能最好的,但它只能保存枚举值。

3、它们都是线程不安全的。

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