# 第 27 节 Set集合 在`Collection`接口下又有另外一个比较常用的子接口为`Set`接口（20%），`Set`接口并不像`List`接口那样对于`Collection`接口进行了大量的扩充，而是简单的继承了`Collection`接口。也就没有了之前`List`集合所提供的的`get()`方法。`Set`集合最大的特点就是不允许保存重复元素。 ## Set接口简介 在JDK1.9之前`Set`集合与`Collection`集合的定义并无差别，`Set`继续使用了`Collection`接口中的方法进行操作，但是从JDK1.9之后，`Set`集合也像`List`集合一样扩充了一些`static`方法，`Set`集合的定义如下： ```java public interface Set extends Collection ``` ![](/files/-M51QALV3jnrDgc0scUm) **范例：** 验证`Set`集合特征 ```java public class Application { public static void main(String[] args) throws Exception { Set all = Set.of("Hello", "World", "Shieh", "Hello", "World"); all.forEach(System.out::println); } } ``` 当使用`of()`时如果参数中存在重复元素则会直接抛出异常。`Set`集合的常规使用形式是通过子类进行实例化，所以`Set`接口下有两个常用的子类：HashSet、TreeSet。 ## HashSet `HashSet`是`Set`接口里面使用最多的一个子类，其最大的特点就是保存的数据都是无序的，`HashSet`的定义如下： ```java public class HashSet extends AbstractSet implements Set, Cloneable, java.io.Serializable ``` ![](/files/-M51QALXbr24zxJJFlvp) **范例：** 观察HashSet子类的特点 ```java package com.alpha.demo; import java.util.HashSet; import java.util.Set; public class TestDemo { public static void main(String[] args) throws Exception { Set all = new HashSet(); all.add("Mori"); all.add("Hello"); all.add("Hello"); // 重复数据 all.add("World"); System.out.println(all); } } ``` 通过代码可以发现，Set集合下没有重复元素（这一点是Set接口的特征），同时发现在里面所保存的数据是没有任何顺序的，即：HashSet子类的特征属于无需排列。 ## TreeSet `Set`接口的另一个子类就是`TreeSet`，与`HashSet`最大的区别在于`TreeSet`集合里面所保存的数据是有序的，`TreeSet`的定义如下： ```java public class TreeSet extends AbstractSet implements NavigableSet, Cloneable, java.io.Serializable ``` ![](/files/-M51QALZ10872mA_SWaA) **范例：** 使用TreeSet子类 ```java package com.alpha.demo; import java.util.Set; import java.util.TreeSet; public class TestDemo { public static void main(String[] args) throws Exception { Set all = new TreeSet(); all.add("M"); all.add("B"); all.add("B"); // 重复数据 all.add("A"); System.out.println(all); } } ``` 此时的程序使用了TreeSet子类，发现没有重复数据，并且所保存的内容自动排序。 ## 关于数据排序的说明 既然TreeSet子类保存的内容可以进行排序，那么下面不如就编写一个自定义的类来完成数据的保存。 集合就是一个动态的对象数组，那么如果想要为一组对象进行排序，在Java里面必须要使用比较器，应该使用Comparable完成比较。在比较方法里面需要将这个类的所有属性都一起参与到比较之中。 **范例：** TreeSet排序 ```java package com.alpha.demo; import java.util.Set; import java.util.TreeSet; class Book implements Comparable { private String title; private double price; public Book(String title, double price) { this.title = title; this.price = price; } @Override public String toString() { return "Book [title=" + title + ", price=" + price + "]\n"; } @Override public int compareTo(Book o) { if (this.price > o.price) return 1; else if (this.price < o.price) return -1; if (this.title == null) if (o.title != null) return -1; else return 0; return this.title.compareTo(o.title); // 调用了String类的比较大小 } } public class TestDemo { public static void main(String[] args) throws Exception { Set all = new TreeSet(); all.add(new Book("Java", 69.8)); all.add(new Book("Java", 69.8)); // 全部属性相同 all.add(new Book("JSP", 69.8)); // 部分属性相同 all.add(new Book("Oracle", 79.8)); // 全都不同 System.out.println(all); } } ``` 通过检测可以发现TreeSet类主要是依靠Comparable接口中的compareTo()方法判断是否是重复数据，如果返回的是0，那么就认为是重复数据，不会被保存。 ## 关于重复元素的说明 Comparable接口只能够负责TreeSet子类进行重复元素的判断，它并不是真正的用于能够进行重复元素验证的操作。如果要想判断重复元素那么只能够依靠Object类中所提供的方法： * 取得哈希码：public int hashCode()； * 先判断对象的哈希码是否相同，依靠哈希码取得一个对象的内容； * 对象比较：public boolean equals(Object obj)； * 再讲对象的属性进行依次的比较； ```java package com.alpha.demo; import java.util.HashSet; import java.util.Set; class Book { private String title; private double price; public Book(String title, double price) { this.title = title; this.price = price; } @Override public int hashCode() { final int prime = 31; int result = 1; long temp; temp = Double.doubleToLongBits(price); result = prime * result + (int) (temp ^ (temp >>> 32)); result = prime * result + ((title == null) ? 0 : title.hashCode()); return result; } @Override public boolean equals(Object obj) { if (this == obj) return true; if (obj == null) return false; if (getClass() != obj.getClass()) return false; Book other = (Book) obj; if (Double.doubleToLongBits(price) != Double.doubleToLongBits(other.price)) return false; if (title == null) { if (other.title != null) return false; } else if (!title.equals(other.title)) return false; return true; } @Override public String toString() { return "Book [title=" + title + ", price=" + price + "]\n"; } } public class TestDemo { public static void main(String[] args) throws Exception { Set all = new HashSet(); all.add(new Book("Java", 69.8)); all.add(new Book("Java", 69.8)); // 全部属性相同 all.add(new Book("JSP", 69.8)); // 部分属性相同 all.add(new Book("Oracle", 79.8)); // 全都不同 System.out.println(all); } } ``` 以后在非排序的情况下，只要是判断重复元素依靠的永远都是hashCode()与equals()。 ## 一些简单的源码解析 `HashSet`是不允许存在重复元素的，分析其源码，来观察其底层的实现原理： ```java public class HashSet extends AbstractSet implements Set, Cloneable, java.io.Serializable { /** * 内部维护着一个HashMap */ private transient HashMap map; // map中key的默认值 private static final Object PRESENT = new Object(); /** * HashSet的默认构造函数为内部维护的HashMap实例化 */ public HashSet() { map = new HashMap<>(); } /** * 添加时将PRESENT与要添加的元素作为map的key与value添加至维护的map中 * * @param e element to be added to this set * @return {@code true} if this set did not already contain the specified * element */ public boolean add(E e) { return map.put(e, PRESENT)==null; } } ``` 此时可以看出，`HashSet`内部是实现几乎都是依赖着`HashMap`。同理，`TreeSet`的内部也维护着一个`TreeMap`。 ```java public class TreeSet extends AbstractSet implements NavigableSet, Cloneable, java.io.Serializable { private transient NavigableMap m; private static final Object PRESENT = new Object(); TreeSet(NavigableMap m) { this.m = m; } public TreeSet() { this(new TreeMap<>()); } } ``` 所以`Set`的实现只是对于`Map`的一种特殊用法。 --- # Agent Instructions: Querying This Documentation If you need additional information that is not directly available in this page, you can query the documentation dynamically by asking a question. Perform an HTTP GET request on the current page URL with the `ask` query parameter: ``` GET https://shepherd-xie.gitbook.io/be-a-javaer/di-3-zhang-java-gao-ji-bian-cheng/section-27.md?ask= ``` The question should be specific, self-contained, and written in natural language. The response will contain a direct answer to the question and relevant excerpts and sources from the documentation. Use this mechanism when the answer is not explicitly present in the current page, you need clarification or additional context, or you want to retrieve related documentation sections.