Java Set集合-编程知识

Java Set集合

1. Set接口

1.1 Set接口概述

Set接口继承自Collection接口，所以与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。

Set集合的特点是无序且不可重复：

无序：不能保证按照添加元素的顺序来存放元素
不可重复：集合中不能存储两个用equals方法判断为相等的元素

可以利用Set集合不可重复的特点实现去重操作。

1.2 Set集合示例

编写代码，测试Set集合的使用。代码示意如下：

import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Set;
public class SetDemo1 {public static void main(String[] args) {List<Integer> list = Arrays.asList(7, 3, 1, 3, 5, 3, 1);// 创建Set集合对象，并将list集合中的元素添加到Set中Set<Integer> set = new HashSet<>(list);System.out.println(set); // 1, 3, 5, 7// 尝试添加重复元素boolean flag = set.add(1);System.out.println("flag: " + flag); // falseSystem.out.println(set); // 1, 3, 5, 7}
}

1.3 集合运算

Set接口能利用相关方法实现数学上的集合运算，如并、交、差等：

常用的集合运算方法如下所示：

1.4 集合运算示例

import java.util.*;
public class SetDemo2 {public static void main(String[] args) {List<Integer> list1 = Arrays.asList(1, 2, 3, 4);List<Integer> list2 = Arrays.asList(3, 4, 5, 6);Set<Integer> set1 = new HashSet<>(list1);Set<Integer> set2 = new HashSet<>(list2);System.out.println("set1: " + set1);System.out.println("set2: " + set2);// 求交集set1.retainAll(set2);System.out.println("set1 和 set2 交集："+set1);// 重置set1set1= new HashSet<>(list1);// 求并集set1.addAll(set2);System.out.println("set1 和 set2 并集："+set1);// 重置set1set1= new HashSet<>(list1);// 求补集set1.removeAll(set2);System.out.println("set1 和 set2 补集："+set1);}
}

2. HashSet

2.1 HashSet概述

HashSet是Java中实现了Set接口的集合类，它使用哈希表作为底层数据结构，用于存储唯一的元素。HashSet不保证元素的顺序，且不允许重复元素。

HashSet底层实际上是使用HashMap对象来存储数据，如下图所示。

以下是HashSet的一些特点：

1、HashSet基于哈希表，使用哈希函数将元素映射到对应的存储位置。

2、HashSet存储的元素是无序的，即元素的插入顺序与遍历顺序不一致。

3、HashSet不允许重复元素，每个元素只能出现一次。当尝试将重复元素添加到HashSet时，操作将被忽略。

4、HashSet的元素可以是任何对象，但需要正确实现hashCode()和equals()方法，以确保元素的唯一性。

5、HashSet允许使用null作为元素，但只能有一个null元素。

6、HashSet的插入、删除和查找操作具有常数时间复杂度（平均情况下为O(1)），提供了高效的性能。

2.2 HashSet示例

编写代码，测试HashSet的使用。代码示意如下：

import java.util.HashSet;
import java.util.Objects;
import java.util.Set;public class HashSetDemo1 {public static void main(String[] args) {Set<Student1> set1 = new HashSet<>();set1.add(new Student1("Tom",18));set1.add(new Student1("Tom",18));System.out.println(set1);Set<Student2> set2 = new HashSet<>();set2.add(new Student2("Tom",18));set2.add(new Student2("Tom",18));System.out.println(set2);}
}class Student1{String name;int age;public Student1(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Student1{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
}class Student2{String name;int age;public Student2(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o) return true;if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;Student2 student2 = (Student2) o;return age == student2.age && Objects.equals(name, student2.name);}@Overridepublic int hashCode() {return Objects.hash(name, age);}@Overridepublic String toString() {return "Student1{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
}