Java高级之集合与泛型>Collection、Set、HashSet、LinkedHashSet、TreeSet

一、Collection常用的方法:

Java 集合可分为 Set、List 和 Map 三种体系：

Set：无序、不可重复的集合。

List：有序，可重复的集合。

Map：具有映射关系的集合。

Collection 接口是 List、Set 和 Queue 接口的父接口，该接口里定义的方法既可用于操作 Set 集合，也可用于操作 List 和 Queue 集合

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;

public class TestCollections {

public static void main(String[] args) {

//1. 创建一个 Collection 接口的对象.
Collection collection = new ArrayList();

//2. Collection 重要方法说明:
/**
* 2.1 用于添加元素的:
* add()
* addAll()
*/
Person p1 = new Person();
collection.add(p1);
collection.add(new Person());

Collection collection2 = new ArrayList();
collection2.add(new Person());
collection2.add(new Person());

collection.addAll(collection2);

System.out.println(collection.size());

/**
* 2.2 用于访问集合的方法:
* 获取集合的长度： size()
* 对集合进行遍历的方法: iterator() 可以得到对应的 Iterator 接口对象.
*
* Iterator: 迭代器
* ①. 获取 Iterator 接口对象:
* ②. 使用 while 循环和 Iterator 对象遍历集合中的每一个元素. 具体使用 Iterator 接口的
*    hasNext() 和 next() 方法.
*/
Iterator iterator = collection.iterator();

while(iterator.hasNext()){
Object obj = iterator.next();
System.out.println(obj);
}

/**
* 2.3 移除集合中的元素:
* remove(): 移除某一个指定的对象. 通过 equals() 方法来判断要移除的那个元素在集合中是否存在.
以及是否能够成功移除.
* removeAll()
* clear(): 使集合中的元素置空.
*/
//        collection.clear();

//        boolean result = collection.remove(p1);
//        System.out.println(result);
//
//        result = collection.removeAll(collection2);
//
//        System.out.println(collection.size());

/**
* 2.4 用于检测集合的方法
* retains()
* retainsAll()
* isEmpty()
*/
System.out.println(collection.contains(new Person()));//false
System.out.println(collection.contains(p1));//true
System.out.println(collection.containsAll(collection2));//true

System.out.println(collection.isEmpty()); //false
//      collection.clear();
System.out.println(collection.isEmpty()); //true

/**
* 2.5 其他方法
* toArray():
* **T [] toArray(T[]): 涉及到泛型, 后面再说.
*
* equals(): 比较两个集合是否相等.
* hasCode():
*/
Object [] objs = collection.toArray();
System.out.println(objs.length); //4

Person p2 = new Person();

Collection collection3 = new HashSet();//可换ArrayList()试试
collection3.add(p1);
collection3.add(p2);

Collection collection4 = new HashSet();
collection4.add(p2);
collection4.add(p1);

System.out.println(collection3.equals(collection4));

/**
* 使用增强 for 循环的方式来对集合进行遍历
*/
for(Object obj: collection){
System.out.println(obj);
}
}
}
class Person(){}

二、Set、HashSet、LinkedHashSet：

Set 集合不允许包含相同的元素，如果试把两个相同的元素加入同一个 Set 集合中，则添加操作失败。

Set 判断两个对象是否相同不是使用 == 运算符，而是根据 equals 方法。

注意：

1、当向 HashSet 集合中存入一个元素时，HashSet 会调用该对象的 hashCode() 方法来得到该对象的

hashCode 值， 然后根据 hashCode 值决定该对象在 HashSet 中的存储位置。

2、如果两个元素的 equals() 方法返回 true，但它们的 hashCode() 返回值不相等，hashSet 将会

把它们存储在不同的位置，但依然可以添加成功。

3、HashSet 集合判断两个元素相等的标准：两个对象通过 equals() 方法比较相等，并且两个对象的

hashCode() 方法返回值也相等。即：如果两个对象通过 equals() 方法返回 true，这两个对象的

hashCode 值也应该相同。

重写 hashCode() 方法的基本原则：

1、在程序运行时，同一个对象多次调用 hashCode() 方法应该返回相同的值。

2、当两个对象的 equals() 方法比较返回 true 时，这两个对象的 hashCode() 方法的返回值也应相等。

3、对象中用作 equals() 方法比较的 Field，都应该用来计算 hashCode 值。

另外：

1、LinkedHashSet 是 HashSet 的子类。

2、LinkedHashSet 集合根据元素的 hashCode 值来决定元素的存储位置，但它同时使用链表维护元素的次序，

这使得元素看起来是以插入顺序保存的。

3、LinkedHashSet 性能插入性能略低于 HashSet，但在迭代访问 Set 里的全部元素时有很好的性能。

4、LinkedHashSet 有序但不允许集合元素重复。

import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Set;

/**
* 1. Set 是 Collection 的子接口
* 2. Set 中不允许存放相同的元素. 判定相同元素的标准是, 两个对象各调用 equals() 方法, 返回 true
* 3. HashSet
* 3.1 基本特征:
* ①. 不能保证元素的排列顺序
* ②. HashSet 不是线程安全的
* ③. 集合元素可以使 null
* ④. 对于 HashSet: 如果两个对象通过 equals() 方法返回 true，这两个对象的 hashCode 值也应该相同。
*
* 4. LinkedHashSet:
* 4.1 LinkedHashSet 是 HashSet 的子类
* 4.2 使用链表维护元素的次序，这使得元素看起来是以插入顺序保存的
* 4.3 LinkedHashSet 不允许集合元素重复
*/
public class TestSet {

public static void main(String[] args) {

Set set = new LinkedHashSet();
//new HashSet();

set.add(null);
System.out.println(set.size()); //1

Person p1 = new Person();
set.add(p1);
set.add(p1);

System.out.println(set.size()); //2

set.add(new Person("AA", 12));
set.add(new Person("AA", 12));

System.out.println(set.size()); //3

set.add(new Person("FF", 13));

Iterator it = set.iterator();
while(it.hasNext()){
System.out.println(it.next());
}
}
}

class Person {

//    @Override
//    public boolean equals(Object obj) {
//        return false;
//    }

private String name;
private int 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;
}

public Person() {
// TODO Auto-generated constructor stub
}

public Person(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
}

//    private static int init = 0;

@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;

//    return init++;
}

@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj)
return true;
if (obj == null)
return false;
if (getClass() != obj.getClass())
return false;
Person other = (Person) 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;
}

@Override
public String toString() {
return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
}
}

三、TreeSet:

TreeSet 是 SortedSet 接口的实现类，TreeSet 可以确保集合元素处于排序状态。

TreeSet 支持两种排序方法：自然排序和定制排序。默认情况下，TreeSet 采用自然排序。

排序：

1、TreeSet 会调用集合元素的 compareTo(Object obj) 方法来比较元素之间的大小关系，

然后将集合元素按升序排列。

2、如果试图把一个对象添加到 TreeSet 时，则该对象的类必须实现 Comparable 接口。

3、实现 Comparable 的类必须实现 compareTo(Object obj) 方法，两个对象即通过

compareTo(Object obj)方法的返回值来比较大小。

Comparable 的典型实现：

BigDecimal、BigInteger 以及所有的数值型对应的包装类：按它们对应的数值大小进行比较。

Character： 按字符的 UNICODE 值来进行比较。

Boolean： true 对应的包装类实例大于 false 对应的包装类实例。

String： 按字符串中字符的 UNICODE 值进行比较。

Date、Time： 后边的时间、日期比前面的时间、日期大。

注意：

因为只有相同类的两个实例才会比较大小，所以向 TreeSet 中添加的应该是同一个类的对象，

当需要把一个对象放入 TreeSet 中，重写该对象对应的 equals() 方法时，应保证该方法与

compareTo(Object obj) 方法有一致的结果：即如果两个对象通过 equals() 方法比较返回 true，

则通过 compareTo(Object obj) 方法比较应返回 0.

import java.util.*;

/*
Set:无序，不可以重复元素。
|--HashSet：数据结构是哈希表。线程是非同步的。
保证元素唯一性的原理：判断元素的hashCode值是否相同。
如果相同，还会继续判断元素的equals方法，是否为true。

|--TreeSet：可以对Set集合中的元素进行排序。
底层数据结构是二叉树。
保证元素唯一性的依据：
compareTo方法return 0.

TreeSet排序的第一种方式：让元素自身具备比较性。
元素需要实现Comparable接口，覆盖compareTo方法。
也种方式也成为元素的自然顺序，或者叫做默认顺序。

TreeSet的第二种排序方式。
当元素自身不具备比较性时，或者具备的比较性不是所需要的。
这时就需要让集合自身具备比较性。
在集合初始化时，就有了比较方式。

需求：
往TreeSet集合中存储自定义对象学生。
想按照学生的年龄进行排序。

记住，排序时，当主要条件相同时，一定判断一下次要条件。
*/

class TreeSetDemo
{
public static void main(String[] args)
{
TreeSet ts = new TreeSet();

ts.add(new Student("lisi02",22));
ts.add(new Student("lisi007",20));
ts.add(new Student("lisi09",19));
ts.add(new Student("lisi08",19));
//ts.add(new Student("lisi007",20));
//ts.add(new Student("lisi01",40));

Iterator it = ts.iterator();
while(it.hasNext())
{
Student stu = (Student)it.next();
System.out.println(stu.getName()+"..."+stu.getAge());
}
}
}

class Student implements Comparable//该接口强制让学生具备比较性。
{
private String name;
private int age;

Student(String name,int age)
{
this.name = name;
this.age = age;
}

public int compareTo(Object obj)
{

//return 0;
if(!(obj instanceof Student))
throw new RuntimeException("不是学生对象");
Student s = (Student)obj;

System.out.println(this.name+"....compareto....."+s.name);
if(this.age>s.age)
return 1;
if(this.age==s.age)
{
return this.name.compareTo(s.name);
}
return -1;
}

public String getName()
{
return name;
}
public int getAge()
{
return age;
}
}
[code]import java.util.*;

/*
当元素自身不具备比较性，或者具备的比较性不是所需要的。
这时需要让容器自身具备比较性。
定义了比较器，将比较器对象作为参数传递给TreeSet集合的构造函数。

当两种排序都存在时，以比较器为主。

定义一个类，实现Comparator接口，覆盖compare方法。
*/
class Student implements Comparable//该接口强制让学生具备比较性。
{
private String name;
private int age;

Student(String name,int age)
{
this.name = name;
this.age = age;
}

public int compareTo(Object obj)
{

//return 0;

if(!(obj instanceof Student))
throw new RuntimeException("不是学生对象");
Student s = (Student)obj;

//System.out.println(this.name+"....compareto....."+s.name);
if(this.age>s.age)
return 1;
if(this.age==s.age)
{
return this.name.compareTo(s.name);
}
return -1;
}

public String getName()
{
return name;

}
public int getAge()
{
return age;
}
}
class TreeSetDemo2
{
public static void main(String[] args)
{
TreeSet ts = new TreeSet();

ts.add(new Student("lisi02",22));
ts.add(new Student("lisi02",21));
ts.add(new Student("lisi007",20));
ts.add(new Student("lisi09",19));
ts.add(new Student("lisi06",18));
ts.add(new Student("lisi06",18));
ts.add(new Student("lisi007",29));
//ts.add(new Student("lisi007",20));
//ts.add(new Student("lisi01",40));

Iterator it = ts.iterator();
while(it.hasNext())
{
Student stu = (Student)it.next();
System.out.println(stu.getName()+"..."+stu.getAge());
}
}
}

class MyCompare implements Comparator
{
public int compare(Object o1,Object o2)
{
Student s1 = (Student)o1;
Student s2 = (Student)o2;

int num = s1.getName().compareTo(s2.getName());
if(num==0)
{

return new Integer(s1.getAge()).compareTo(new Integer(s2.getAge()));
/*
if(s1.getAge()>s2.getAge())
return 1;
if(s1.getAge()==s2.getAge())
return 0;
return -1;
*/
}

return num;
}
}

练习代码(定制排序)

比较推荐的定制排序做法：

1、首先，定义一个Person类

public class Person {
private String name;
private int 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;
}
public Person(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
}
public Person(){}
}

Person类

(附加的练习：Student类)

public class Student implements Comparable{

private String name;
private int 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;
}
public Student(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
}

@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;
}

@Override
public int compareTo(Object o) {
int result;
if(o instanceof Student){
Student stu = (Student)o;
result = this.age-stu.age;
if(result==0){
return this.getName().compareTo(stu.getName());
}
}else{
throw new ClassCastException("不是一个学生对象！");
}
return result;
}

public Student(){}
@Override
public String toString() {
return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
}
}

Student类

2、然后写主程序类

import java.util.Comparator;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;

public class TestTreeSet {
public static void main(String []args){
/*          Set set = new TreeSet();
//          set.add("123");
//          set.add(123);
//          set.add(null);
//          set.add(new Student());
set.add(new Student("lisi07",22));
set.add(new Student("lisi02",16));
set.add(new Student("lisi008",22));
set.add(new Student("lisi10",19));

Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
Student stu = (Student) iterator.next();
System.out.println(stu.getName()+"...."+stu.getAge());
}

for(Object obj:set){
System.out.println(obj);
}*/

Comparator comparator = new  Comparator() {

@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
int result;
if(o1 instanceof Person&& o2 instanceof Person){
Person p1 = (Person) o1;
Person p2 = (Person) o2;
result = p1.getAge() - p2.getAge();
if(result == 0){
return p1.getName().compareTo(p2.getName());
}
}else{
throw new ClassCastException("不能转换为Person");
}
return result;
}
};

Set set2 = new TreeSet(comparator);
set2.add(new Person("lisi006",12));
set2.add(new Person("lisi002",6));
set2.add(new Person("lisi015",20));
set2.add(new Person("lisi013",20));

Iterator iterator = set2.iterator();
while(iterator.hasNext()){
Person p = (Person) iterator.next();
System.out.println(p.getName()+" "+p.getAge()+"\t");
}
}
}