JAVA基础再回首(十七)——Set集合、增强for、HashSet类、LinkedHashSet类、TreeSet类、二叉树、Comparator 排序
2016-08-21 17:43
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JAVA基础再回首(十七)——Set集合、增强for、HashSet类、LinkedHashSet类、TreeSet类、二叉树、Comparator 排序
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前面我们学习了集合框架的List集合,根据前面我画的集合框架的图,可以看到还有Set集合和Map集合我们没有学习,这篇我们就来学习Set集合。Set
元素是无序(存储顺序和取出顺序不一致),元素是唯一的,不可重复的
我们来看一下API
我们写一个简单的Demo看看它的元素是不是无序和唯一的
public class SetDemo { public static void main(String[] args) { // 创建集合对象 Set<String> set = new HashSet<String>(); // 创建并添加元素 set.add("hello"); set.add("java"); set.add("world"); set.add("java"); set.add("world"); // 增强for遍历 for (String s : set) { System.out.println(s); } //迭代器遍历 Iterator it = set.iterator(); while(it.hasNext()){ System.out.println(it.next()); } } }
我们先来看结果:
在这里想给大家说一个要注意的地方
虽然Set集合的元素无序,但是,作为集合来说,它肯定有它自己的存储顺序,而你的顺序恰好和它的存储顺序一致,这代表不了有序,你可以多存储一些数据,就能看到效果。
上面我们使用了两种遍历的方式,用了增强的for循环和迭代器来遍历,前面我们学List集合的时候,我们还用了普通的for循环,但是在这里不能用普通的for循环了,迭代器遍历我们前面都学过,那我在下面就简单的提一下增强的for循环的简单使用。
增强for
增强for:是for循环的一种。格式: for(元素数据类型 变量 : 数组或者Collection集合) { 使用变量即可,该变量就是元素 }
好处:简化了数组和集合的遍历。
弊端: 增强for的目标不能为null。
如何解决呢?对增强for的目标先进行不为null的判断,然后在使用。
HashSet类
什么是HashSet?我们先来了解他的概述HashSet类概述
不保证 set 的迭代顺序
特别是它不保证该顺序恒久不变。
HashSet如何保证元素唯一性
底层数据结构是哈希表(元素是链表的数组)
哈希表依赖于哈希值存储
添加功能底层依赖两个方法:
int hashCode()
boolean equals(Object obj)
public class HashSetDemo { public static void main(String[] args) { // 创建集合对象 HashSet<String> hs = new HashSet<String>(); // 创建并添加元素 hs.add("hello"); hs.add("world"); hs.add("java"); hs.add("world"); // 遍历集合(这里可以用增强for也可以用迭代器,但是增强for比较简单点) for (String s : hs) { System.out.println(s); } } }
输出结果:
为什么存储字符串的时候,字符串内容相同的只存储了一个呢?
我们可以查看add方法的源码,就可以知道这个方法底层依赖 两个方法:hashCode()和equals()。
步骤:
首先比较哈希值
如果相同,继续走,比较地址值或者走equals()
如果不同,就直接添加到集合中
按照方法的步骤来说:
先看hashCode()值是否相同
相同:继续走equals()方法
返回true: 说明元素重复,就不添加
返回false:说明元素不重复,就添加到集合
不同:就直接把元素添加到集合
如果类没有重写这两个方法,默认使用的Object()。一般来说不同相同。
而String类重写了hashCode()和equals()方法,所以,它就可以把内容相同的字符串去掉。只留下一个。
存储自定义对象
我们存储自定义对象,并保证元素的唯一性,要求:如果两个对象的成员变量值都相同,则为同一个元素。
public class HashSetDemo { public static void main(String[] args) { // 创建集合对象 HashSet<Student> hs = new HashSet<Student>(); // 创建学生对象 Student s1 = new Student("朱婷", 22); Student s2 = new Student("惠若琪", 22); Student s3 = new Student("徐云丽", 21); Student s4 = new Student("朱婷", 22); Student s5 = new Student("郎平", 55); Student s6 = new Student("郎平", 57); // 添加元素 hs.add(s1); hs.add(s2); hs.add(s3); hs.add(s4); hs.add(s5); hs.add(s6); // 遍历集合 for (Student s : hs) { System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge()); } } } /** * 存储对象 */ public class Student { private String name; private int age; public Student() { super(); } public Student(String name, int age) { super(); this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } }
输出结果:
我们看输出结果,很明显不符合我的要求。
因为我们知道HashSet底层依赖的是hashCode()和equals()方法。
而这两个方法我们在学生类中没有重写,所以,默认使用的是Object类。
这个时候,他们的哈希值是不会一样的,根本就不会继续判断,执行了添加操作。
所以我们要在Student类中重写hashCode()和equals()这两个方法
这两个方法都是重写的,不用自己去写
@Override public int hashCode() { final int prime = 31; int result = 1; result = prime * result + age; result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.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; Student other = (Student) obj; if (age != other.age) return false; if (name == null) { if (other.name != null) return false; } else if (!name.equals(other.name)) return false; return true; }
然后我们运行程序,会出现以下结果,你会发现,符合了我们的要求
LinkedHashSet类
概述底层数据结构由哈希表和链表组成
由链表保证元素有序(存储和取出是一致)
由哈希表保证元素唯一性
我们做个小练习来了解它
public class LinkedHashSetDemo { public static void main(String[] args) { // 创建集合对象 LinkedHashSet<String> hs = new LinkedHashSet<String>(); // 创建并添加元素 hs.add("hello"); hs.add("world"); hs.add("java"); hs.add("world"); hs.add("java"); // 遍历 for (String s : hs) { System.out.println(s); } } }
输出结果:
LinkedHashSet类很好理解,下面我们来继续学习TreeSet类
TreeSet类
概述使用元素的自然顺序对元素进行排序
或者根据创建 set 时提供的 Comparator 进行排序
所以排序有两种方式
自然排序
比较器排序
具体取决于使用的构造方法。
我们先创建集合对象,运用自然排序的方式来写Demo
public class TreeSetDemo { public static void main(String[] args) { // 创建集合对象 // 自然顺序进行排序 TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>(); // 创建元素并添加 // 20,18,23,22,17,24,19,18,24 ts.add(20); ts.add(18); ts.add(23); ts.add(22); ts.add(17); ts.add(24); ts.add(19); ts.add(18); ts.add(24); // 遍历 for (Integer i : ts) { System.out.println(i); } } }
输出结果:
我们可以看到它使用元素的自然顺序对元素进行了排序
TreeSet是如何保证元素的排序和唯一性的
底层数据结构是红黑树(红黑树是一种自平衡的二叉树)
下面我们就来学习一下二叉树
二叉树
那么二叉树是怎么把元素存进去,又是怎么取出来的呢?如果你弄懂了这个问题,那么你就明白了二叉树了
我们先来了解元素是如何存储进去的?
第一个元素存储的时候,直接作为根节点存储。
从第二个元素开始,每个元素从根节点开始比较
比根节点元素大,就放在右边
比根节点元素小,就放在左边
相等的话就忽略。
我们以上面的存储的元素20,18,23,22,17,24,19,18,24来画一个图帮助大家理解
元素是如何取出来的呢?
从根节点开始,按照左、中、右的原则依次取出元素即可。
Comparator 排序
上面我们学习了自然排序,接下来我们来学习比较器排序。/* * 需求:请按照姓名的长度排序 */ public class TreeSetDemo { public static void main(String[] args) { // 创建集合对象 TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(); // 创建元素 Student s1 = new Student("朱婷", 22); Student s2 = new Student("惠若琪", 22); Student s3 = new Student("徐云丽", 21); Student s4 = new Student("朱婷婷", 22); Student s5 = new Student("郎平", 55); Student s6 = new Student("林丹", 34); Student s7 = new Student("李宗伟", 33); Student s8 = new Student("阿杜", 23); // 添加元素 ts.add(s1); ts.add(s2); ts.add(s3); ts.add(s4); ts.add(s5); ts.add(s6); ts.add(s7); ts.add(s8); // 遍历 for (Student s : ts) { System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge()); } } } /* * 如果一个类的元素要想能够进行自然排序,就必须实现自然排序接口 */ public class Student implements Comparable<Student> { private String name; private int age; public Student() { super(); } public Student(String name, int age) { super(); this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } @Override public int compareTo(Student s) { // 主要条件 姓名的长度 int num = this.name.length() - s.name.length(); // 姓名的长度相同,不代表姓名的内容相同 int num2 = num == 0 ? this.name.compareTo(s.name) : num; // 姓名的长度和内容相同,不代表年龄相同,所以还得继续判断年龄 int num3 = num2 == 0 ? this.age - s.age : num2; return num3; } }
输出结果:
我们就总结了以下几点内容
TreeSet集合保证元素排序和唯一性的原理
唯一性:是根据比较的返回是否是0来决定。
排序:
A:自然排序(元素具备比较性)
让元素所属的类实现自然排序接口 Comparable
B:比较器排序(集合具备比较性)
让集合的构造方法接收一个比较器接口的子类对象 Comparator
最后,我们在做一个联系题吧
获取10个1至20的随机数,要求随机数不能重复。
我们先来分析一下:
A:创建随机数对象
B:创建一个HashSet集合
C:判断集合的长度是不是小于10
是:就创建一个随机数添加
否:不理它
D:遍历HashSet集合
知道了思路,那就开始写吧!
public class HashSetDemo { public static void main(String[] args) { // 创建随机数对象 Random r = new Random(); // 创建一个Set集合 HashSet<Integer> ts = new HashSet<Integer>(); // 判断集合的长度是不是小于10 while (ts.size() < 10) { int num = r.nextInt(20) + 1; ts.add(num); } // 遍历Set集合 for (Integer i : ts) { System.out.println(i); } } }
运行程序,每次都会得到10个1-20以内的随机数
好了,这篇我们讲了Set集合和它的子类,没有掌握的,再好好理解一下,下篇我们学习Map集合。
欢迎有兴趣的同学加我朋友的QQ群:点击直接加群555974449 请备注:java基础再回首我们一起来玩吧。
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