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Set接口简介

2022-12-15

元素 hashset student 集合

　　Set接口简介

　　Set接口和List接口一样，同样继承自Collection接口，它与Collection接口中的方法基本一致，并没有对Collection接口进行功能上的扩充，只是比Collection接口更加严格了。与List接口不同的是，Set接口中元素无序，并且都会以某种规则保证存入的元素不出现重复。

　　Set接口主要有两个实现类，分别是HashSet和TreeSet。其中，HashSet是根据对象的哈希值来确定元素在集合中的存储位置，具有良好的存取和查找性能。TreeSet则是以二叉树的方式来存储元素，它可以实现对集合中的元素进行排序。

　　HashSet集合

　　HashSet是Set接口的一个实现类，它所存储的元素是不可重复的，并且元素都是无序的。接下来通过一个案例演示HashSet集合的用法。　　

Java
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;

public class Example07 {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet set = new HashSet(); // 创建HashSet集合
        set.add("张三"); // 向该Set集合中添加字符串
        set.add("李四");
        set.add("王五");
        set.add("李四"); // 向该Set集合中添加重复元素
        Iterator it = set.iterator(); // 获取Iterator对象
        while (it.hasNext()) { // 通过while循环，判断集合中是否有元素
            Object obj = it.next(); // 如果有元素，就通过迭代器的next()方法获取元素
            System.out.println(obj);
        }
    }
}

　　从打印结果可以看出，取出元素的顺序与添加元素的顺序并不一致，并且重复存入的字符串对象“李四”被去除了，只添加了一次。

　　HashSet集合之所以能确保不出现重复的元素，是因为它在存入元素时做了很多工作。当调用HashSet集合的add()方法存入元素时，首先调用当前存入对象的hashCode()方法获得对象的哈希值，然后根据对象的哈希值计算出一个存储位置。如果该位置上没有元素，则直接将元素存入，如果该位置上有元素存在，则会调用equals()方法让当前存入的元素依次和该位置上的元素进行比较，如果返回的结果为false就将该元素存入集合，返回的结果为true则说明有重复元素，就将该元素舍弃。HashSet存储元素的流程如下图所示。

　　根据前面的分析不难看出，当向集合中存入元素时，为了保证HashSet正常工作，要求在存入对象时，重写Object类中的hashCode()和equals()方法。在上述案例中将字符串存入HashSet时，String类已经重写了Object类中的hashCode()和equals()方法。但是如果将自定义的Student对象存入HashSet，结果又如何呢?

　　接下来通过一个案例演示向HashSet存储字符串。　

Java
import java.util.HashSet;

class Student {
    String id;
    String name;

          // 创建构造方法
    public Student(String id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

          // 重写toString()方法
    @Override
    public String toString() {
        return id + ":" + name;
    }
}
public class Example08 {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet hs = new HashSet(); // 创建HashSet集合
        Student stu1 = new Student("1", "张三"); // 创建Student对象
        Student stu2 = new Student("2", "李四");
        Student stu3 = new Student("2", "李四");
        hs.add(stu1);
        hs.add(stu2);
        hs.add(stu3);
        System.out.println(hs);
    }
}

　　在上述代码的运行结果中，出现了两个相同的学生信息“2:李四”，这样的学生信息应该被视为重复元素，不允许同时出现在HashSet集合中。之所以没有去掉这样的重复元素，是因为在定义Student类时没有重写hashCode()和equals()方法。

　　接下来对Student类进行改写，假设id相同的学生就是同一个学生，改写后代码见下。　　

Java
import java.util.HashSet;
import java.util.Objects;

class Student {
    String id;
    String name;

    // 创建构造方法
    public Student(String id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

    // 重写toString()方法
    @Override
    public String toString() {
        return id + ":" + name;
    }

    // 重写hashCode方法
    @Override
    public int hashCode() {
        return id.hashCode(); // 返回id属性的哈希值
    }

    // 重写equals方法
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        // 判断是否是同一个对象，如果是，直接返回true
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        // 判断对象是否为Student类型
        if (!(o instanceof Student)) return false;
        // 将对象强转为Student类型
        Student student = (Student) o;
        // return (id == student.id) || (id != null && id.equals(student.id));
        return Objects.equals(id, student.id);
    }
}

public class Example09 {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet hs = new HashSet(); // 创建HashSet集合
        Student stu1 = new Student("1", "张三"); // 创建Student对象
        Student stu2 = new Student("2", "李四");
        Student stu3 = new Student("2", "李四");
        hs.add(stu1);
        hs.add(stu2);
        hs.add(stu3);
        System.out.println(hs);
    }
}

　　在上述代码中，Student类重写了Object类的hashCode()和equals()方法。在hashCode()方法中返回id属性的哈希值，在equals()方法中比较对象的id属性是否相等，并返回结果。当调用HashSet集合的add()方法添加stu3对象时，发现它的哈希值与stu2对象相同，而且id.equals(student.id)返回true，HashSet集合认为两个对象相同，因此重复的Student对象被成功去除了。

　　HashSet集合存储的元素是无序的，如果想让元素的存取顺序一致，可以使用Java中提供的LinkedHashSet类，LinkedHashSet类是HashSet的子类，与LinkedList一样，它也使用双向链表来维护内部元素的关系。

　　接下来通过一个案例学习LinkedHashSet类的用法。　

Java
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedHashSet;

public class Example10 {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashSet set = new LinkedHashSet();
        set.add("张三"); // 向该Set集合中添加字符串
        set.add("李四");
        set.add("王五");
        Iterator it = set.iterator(); // 获取Iterator对象
        while (it.hasNext()) { // 通过while循环，判断集合中是否有元素
            Object obj = it.next();
            System.out.println(obj);
        }
    }
}