【Java集合之二】Set集合

本文围绕以下六个部分展开：

一、Set集合
二、HashSet类
三、LinkedHashSet类
四、TreeSet类
五、EnumSet类
六、各个Set实现类的性能分析






一、Set集合

        1. Set与Collection

        Set集合与Collection除了不允许包含重复元素外，其他都完全一样。它没有提供任何额外的方法。


        2. Set判断两个对象相同

        Set用equals方法（而不是==）来判断两个对象相同。

        只要两个对象用equals方法比较返回true，Set就不会接受这两个对象；只要用equals方法返回false，Set就会接受这两个对象（甚至这两个对象是同一个对象，Set也可把它们当成两个对象处理）。

二、HashSet类

        1. 概念

        它是Set接口的典型实现，大多数时候使用Set集合时就说使用这个实现类。

        HashSet按Hash算法来存储集合中的元素，因此具有良好的存取和查找性能。


        2. 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不是同步的，如果多个线程同时访问一个HashSet，假设有两个或者两个以上线程同时修改了HashSet集合时，则必须通过代码来保证其同步。

        （3）集合元素值可以是null。


        3. HashSet集合判断两个元素相等的标准

        两个对象通过equals方法比较相等，而且两个对象的hashCode()方法返回值也相等。


        4. 重写hashCode()方法的基本规则

        （1）在程序运行过程中，同一个对象多次调用hashCode()方法应该返回相同的值。

        （2）当两个对象通过equals()方法比较返回true时，这两个对象的hashCode()方法应返回相等的值。

        （3）对象中用作equals()方法比较标准的Field，都应该用来计算hashCode值。



三、LinkedHashSet类

        1. LinkedHashSet是HashSet的子类，因此：1）它依然不允许集合元素重复；2）它也是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置。

        2. LinkedHashSet同时使用链表维护元素的次序，因此，当遍历LinkedHashSet集合里的元素时，LinkedHashSet将会按元素的添加顺序来访问集合里的元素。

        它需要维护元素的插入顺序，因此性能略低于HashSet。但在遍历Set里的全部元素时将有很好的性能。



四、TreeSet类

        1. 概念

        TreeSet是SortedSet接口的实现类。它可以确保集合元素处于排序状态。


        2. 方法

        与HashSet集合相比，TreeSet由于集合元素有序，因此增加了访问第一个、前一个、后一个、最后一个元素的方法，并提供了三个截取子TreeSet的方法。


        3. TreeSet采用[b]红黑树的数据结构来存储集合元素。[/b]


        4. 排序方法：

        （1）自然排序。

        （2）定制排序。



五、EnumSet类

        它是专为枚举类设计的集合类。



六、各个Set实现类的性能分析

        1. HashSet与TreeSet

        HashSet性能总是比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，才应该使用TreeSet，否则都应该使用HashSet。

        2. HashSet与LinkedHashSet

        对于普通的插入、删除操作，HashSet比LinkedHashSet要快（因为LinkedHashSet维护链表会带来额外开销）。但遍历元素时，LinkedHashSet更好。

        3. EnumSet

        它是所有Set实现类中性能最好的，但它只能保存同一个枚举类的枚举值作为集合元素。

        4. HashSet、TreeSet与EnumSet都是线程不安全的。

        如果有多个线程同时访问一个Set集合，并且有超过一个线程修改了该Set集合，则必须手动保证该Set集合的同步性。

        通常可以通过Collections工具类的synchronizedSortedSet方法来“包装”该Set集合。此操作最好在创建时进行，以防止对Set集合的意外非同步访问。

SortedSet s = Collections.synchronizedSortedSet(new TreeSet(...));

整理时重点参考：《疯狂Java讲义》（第2版） 李刚 编著