java的集合二_08

一，在Java中使用Set

        可以方便地将需要的类型以集合类型保存在一个变量中.主要应用在显示列表.Set是一个不包含重复元素的 collection。更确切地讲，set 不包含满足 e1.equals(e2) 的元素对 e1 和 e2，并且最多包含一个 null 元素。正如其名称所暗示的，此接口模仿了数学上的 set 抽象。
二，HashSet的使用

        哈希表是按照哈希值存的，所以迭代遍历的时候元素出现的顺序可能存的时候不一样，线程是非同步的，保证元素唯一性的原理：先判断HashCode是否相等，然后若相等则调用equals()判断。

三， 为啥要用HahSet?

    假如我们现在想要在一大堆数据中查找X数据。LinkedList是链表数据结构，查找效率低的可怕。ArrayList中如果我们不知道X的位置序号，还是一样要全部遍历一次直到查到结果，效率一样很低。HashSet天生就是为了提高查找效率的。

四，hashCode 散列码

（1）散列码是由对象导出的一个整数值。在Object中有一个hashCode方法来得到散列码。基本上，每一个对象都有一个默认的散列码，其值就是对象的内存地址。但也有一些对象的散列码不同，比如String对象，它的散列码是对内容的计算结果：

Java代码:

 

（2）String对象的散列码计算

String str="hello";

int hash=0;

for(int i=0;i<length();i++)

    hash=31*hash+charAt(i);

那么下面散列码的结果不同也就好解释了。s和t都还是String对象，散列码由内容获得，结果一样。sb和tb是StringBuffer对象，自身没有hashCode方法，只能继承Object的默认方法，散列码是对象地址，当然不一样了。

Java代码:

 

String
s=new String("OK");//散列码: 3030

String t="Ok";  /散列码: 3030

StringBuffer sb=new StringBuffer(s);  //散列码：20526976

StringBuffer tb=new StringBuffer(t);  //散列码：20527144

 

(3)  HashSet 散列表的内部结构

      HashSet是个链表数组。每一个数组元素就是一个列表，我们称为散列表元 。                    

 

(4) HashSet 如何add机制

        假如我们有一个数据(散列码76268)，而此时的HashSet有128个散列单元，那么这个数据将有可能插入到数组的第108个链表中(76268%128=108)。但这只是有可能，如果在第108号链表中发现有一个老数据与新数据equals()=true的话，这个新数据将被视为已经加入，而不再重复丢入链表。

       那么数据的散列码我知道，但HashSet的散列单元大小如何指定那?

       Java默认的散列单元大小全部都是2的幂，初始值为16（2的4次幂）。假如16条链表中的75%链接有数据的时候，则认为加载因子达到默认的0.75。HahSet开始重新散列，也就是将原来的散列结构全部抛弃，重新开辟一个散列单元大小为32（2的5次幂）的散列结果，并重新计算各个数据的存储位置。以此类推下去.....

 

(5) 为什么HashSet查找效率提高了。

      知道了HashSet的add机制后，查找的道理一样。直接根据数据的散列码和散列表的数组大小计算除余后，就得到了所在数组的位置，然后再查找链表中是否有这个数据即可。

      查找的代价也就是在链表中，但是真正一条链表中的数据很少，有的甚至没有。几乎没有什么迭代的代价可言了。所以散列表的查找效率建立在散列单元所指向的链表中的数据要少 。

 

(6) hashCode方法必须与equals方法必须兼容

      如果我们自己定义了一个类，想对这个类的大量对象组织成散列表结构便于查找。有一点一定要注意：就是hashCode方法必须与equals方法向兼容。

Java代码:

 

//hashCode与equals方法的兼容

public class Employee{

       public int id;

       public String name="";

       //相同id对象具有相同散列码

       public int hashCode(){ 

              return id;

       }

       //equals必须比较id

        public boolean equals(Employee x){

              if(this.id==x.id) return true;

              else return false;

       }

}

 

为什么要这样，因为HashSet不允许相同元素(equals==ture)同时存在在结构中。假如employeeX(1111，“张三”)和employee(1111,"李四")，而Employee.equals比较的是name。这样的话，employeeX和employeeY的equals不相等。它们会根据相同的散列码1111加入到同一个散列单元所指向的列表中。这种情况多了，链表的数据将很庞大，散列冲突将非常严重，查找效率会大幅度的降低。

 

(7) 总结一下

      1、HashSet不能重复存储equals相同的数据 。原因就是equals相同，数据的散列码也就相同（hashCode必须和equals兼容）。大量相同的数据将存放在同一个散列单元所指向的链表中，造成严重的散列冲突，对查找效率是灾难性的。

      2、HashSet的存储是无序的 ，没有前后关系，他并不是线性结构的集合。

      3、hashCode必须和equals必须兼容， 这也是为了第1点。

（8）一定要同时修改的原因
主要原因是默认从Object继承来的hashCode是基于对象的ID实现的。如果你重载了equals，比如说是基于对象的内容实现的，而保留hashCode的实现不变，那么很可能某两个对象明明是“相等”，而hashCode却不一样。这样，当你用其中的一个作为键保存到hashMap、hasoTable或hashSet中，再以“相等的”找另一个作为键值去查找他们的时候，则根本找不到。使用HashMap，如果key是自定义的类，就必须重写hashcode()和equals()。

（9）hashcode()和equals()是在哪里被用到的？什么用的？

HashMap是基于散列函数，以数组和链表的方式实现的。而对于每一个对象，通过其hashCode()方法可为其生成一个整形值（散列码），该整型值被处理后，将会作为数组下标，存放该对象所对应的Entry（存放该对象及其对值）。equals()方法则是在HashMap中插入值或查询时会使用到。当HashMap中插入值或查询值对应的散列码与数组中的散列码相等时，则会通过equals方法比较key值是否等，所以想以自建对象作为HashMap的key，必须重写该对象继承object的hashCode和equals方法。

五，HashSet的常用方法

HashSet<T>类还可用来做高性能集运算，例如对两个集合求交集、并集、差集等。集合中包含一组不重复出现且无特性顺序的元素。

HashSet<T>的一些特性如下:

1、HashSet<T>中的值不能重复且没有顺序。

2、HashSet<T>的容量会按需自动添加。

-----构造方法：

HashSet()　默认相等比较器创建一个空的新实例。

HashSet(IEnumerable<T> collection)　　把指定集合中的collection中的数据复制到集中

HashSet(IEqualityComparer<T> comparer)　　使用指定的相等比较器创建一个空的新实例

HashSet(IEnumerable<T> collection,IEqualityComparer<T> comparer)　使用指定的比较器实例化数据，且将指定集合中的元素复制到集合中。

HashSet<T>是专门设计来做集合运算的，因此它提供的方法中有不少是和集合运算相关的。

-----常用方法介绍

成员　　　　　　　　　　　　　　说明

Add()　　　　　　　　      将指定的元素添加到集合中

Clear()　　　　　　　　   清空集合中的所有元素

Contains()　　　　　　　 确定某元素是否在HashSet<T>中

Exists()　　　　　　　　  确定HashSet<T>是否包含于指定条件相匹配的元素

ExceptWith()　　　　　　从当前HashSet<T>移除指定集合中的所有元素

IntersectWith()　　　　　 修改当前的HashSet<T>对象，以仅包含该对象和指定集合中存在的元素

IsProperSubsetOf()　　　 确定HashSet<T>对象是否为指定集合的真子集

IsProperSupersetOf ()　　确定HashSet<T>对象是否为指定集合的真超集

IsSunsetOf()　　　　　　 确定HashSet<T>对象是否为指定集合的子集

IsSupersetOf()　　　　　  确定HashSet<T>对象是否为指定集合的超集

Remove()　　　　　　　   从HashSet<T>对象中移除指定的元素

RemoveWhere()　　　　   从HashSet<T>集合中移除与指定谓词所定义的条件相匹配的所有元素

SetEquals()　　　　　　    确定HashSet<T>对象与指定的集合中是否包含相同的元素

SynmmetricExceptWith()　  修改当前的HashSet<T>对象，以仅包含该对象或指定集合中存在的元素

TrimExcess()　　　　　将HashSet<T>对象的容量设置为它所包含的元素的实际个数，向上舍入为接近的特性与实现的值。

UnionWith()　　　　　  修改当前的HashSet<T>对象，以包含该对象本身和指定集合中存在的所有元素

例子：

        static void Main(string[] args)

        {

            HashSet<string> hs = new HashSet<string>();

            hs.Add("你");

            hs.Add("好");

            hs.Add("吗");

            HashSet<string> hs1 = new HashSet<string>();

            hs1.Add("你");

            hs1.Add("好");

            bool b = hs1.IsProperSubsetOf(hs);  //确定hs1是否是hs的真子集

            Console.WriteLine(b);       //输出True

            HashSet<string> hs2 = new HashSet<string>();

            hs2.Add("爱你");

            IEnumerable<string> list = hs.Union(hs2);   //返回并集

            foreach (string str in list)

            {

                Console.WriteLine(str);     //输出 你 好 吗 爱你

            }

            Console.ReadKey();

        }