> For the complete documentation index, see [llms.txt](https://shepherd-xie.gitbook.io/be-a-javaer/llms.txt). Markdown versions of documentation pages are available by appending `.md` to page URLs; this page is available as [Markdown](https://shepherd-xie.gitbook.io/be-a-javaer/di-3-zhang-java-gao-ji-bian-cheng/section-27.md). # 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 ``` ![](https://3724888283-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2F-M51PY92OvBoJ4KG2va6%2Fuploads%2Fgit-blob-efac9a894822c60f82245c1cdbd19edd82f799c6%2FSet.png?alt=media) **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 ``` ![](https://3724888283-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2F-M51PY92OvBoJ4KG2va6%2Fuploads%2Fgit-blob-649a9eda5e1a1e12e594f72711ff6c90ad3e88f3%2FHashSet.png?alt=media) **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 ``` ![](https://3724888283-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2F-M51PY92OvBoJ4KG2va6%2Fuploads%2Fgit-blob-6903cffc8c5b722ebf149ee255110c5dd0ff1d47%2FTreeSet.png?alt=media) **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。