Set 、HashSet、TreeSet、LinkedHashSet、EnumSet

Set

• 底层原理：
  java中set及其子类都是由对应的Map实现的，如HashSet由HashMap实现，TreeSet由TreeMap实现等等。

private static final Object PRESENT = new Object();public boolean add(E e) {return m.put(e, PRESENT)==null;}

从上面的代码可以看出，TreeSet的add函数，底层是TreeMap的put(),key值是TreeSet的自己的key,而value是一个静态常量对象present。

是一个接口，主要继承于Collections接口，所以具有Collection的一些常见的方法。

因为Collections是一个抽象的接口，所以不能直接实例化一个set对象。这与Map一样。（即Set s = new Set() 是错误的）

不能存储相同的元素。

只能有一个NULL值（TreeSet除外，TreeSet不允许有null）。

常见的方法：

Sr.No.Method & Description

1	add( )         向集合中添加元素
2	clear( )        去掉集合中所有的元素
3	contains( )    判断集合中是否包含某一个元素
4	isEmpty( )    判断集合是否为空
5	iterator( )    主要用于递归集合，返回一个Iterator()对象
6	remove( )    从集合中去掉特定的对象
7	size( )        返回集合的大小

HashSet

• 底层实现：HashMap
• 底层数据结构是：哈希表
• 是否有序：无序：有序指的是表中存储的位置顺序和插入顺序是否一致，若一致，则为有序。
• 是否排序：否
• 是否线程安全：否
• 能否存入重复元素：不能
• 如何保证元素的唯一性：HashCode()与equals()：首先把先加入元素的HashCode值与已有元素的进行比较，如果不同，直接add，如果相同，则使用equals()比较值是否相等，不相等，则add，相等则丢弃。
• 能否存入空元素：能，但是只能存入一个null
• 存储内容：仅限对象：下面的代码插入的也不是基本类型的，是Integer类型的，所以存储的是对象。
• 遍历方式：Iterator或者for-each或者直接输出。
  代码为证：

public static void main(String[] args) {HashSet<Integer> hs=new HashSet<Integer>();hs.add(1);hs.add(10);hs.add(6);hs.add(12);hs.add(18);hs.add(6);Iterator<Integer> iter=hs.iterator();while(iter.hasNext()) {System.out.print(iter.next()+"--");}System.out.println();System.out.print("for-each:");for (Integer integer : hs) {System.out.print(integer+"--");}System.out.println();System.out.print(hs);}

输出结果：

1--18--6--10--12-- for-each:1--18--6--10--12-- [1, 18, 6, 10, 12]

TreeSet

• 底层实现：TreeMap
• 底层数据结构：红黑树
• 是否排序：是
• 是否有序：否
• 是否线程安全：否
• 能否存入重复元素：不能
• 能否存入null元素：不能：插入null时会报NullPointerException
• 如何保证元素排序：自然排序和比较器排序
• 如何保证元素唯一：根据比较的返回值是否是0来决定
• 遍历方式：Iterator或者for-each或者直接输出。
  有代码为证：
  注意：当使用自定义的类时，需要重写排序规则，否则会抛出一个异常：java.lang.ClassCastException，因为我们没有指定比较规则。可参考：
  https://www.cnblogs.com/yzssoft/p/7127894.html

public static void main(String[] args) {TreeSet<Object> ts=new TreeSet<Object>();for (Integer integer : Arrays.asList(10,12,5,13,4,6,0)) {ts.add(integer);}System.out.println("TreeSet的数字测试：");for (Object object : ts) {System.out.print(object+"--");}ts.removeAll(ts);for (String str : Arrays.asList("apple","delete","book","cook","","desk")) {ts.add(str);}System.out.println("\n"+"TreeSet的字符串测试：");System.out.println("TreeSet的当前大小为："+ts.size());for (Object object : ts) {System.out.print(object+"--");}}

运行结果：

TreeSet的数字测试： 0--4--5--6--10--12--13-- TreeSet的字符串测试： TreeSet的当前大小为：6 --apple--book--cook--delete--desk--//这里""是第一个输出的

LinkedHashSet

• 底层实现：使用LinkedHashMap来保存所有元素，通过计算HashCode值来确保元素的唯一性。
• 底层数据结构：双向链表
• 是否有序：是FIFO
• 是否排序：否
• 是否线程安全：否
• 能否存入重复元素：不能
• 能否存入null：能:即使同时有多个null值存入，也不会报错，但是输出时只有最先存入的null值输出（毕竟也是通过hashCode值来判断存储的）。
• 遍历方式：Iterator或者for-each或者直接输出。
  代码为证：

public static void main(String[] args) {LinkedHashSet<Object> lhs=new LinkedHashSet<Object>();for (Integer integer : Arrays.asList(10,12,null,12,null,5,13,4,6,0)) {lhs.add(integer);}System.out.println("LinkedHashSet的数字测试：");System.out.println("LinkedHashSet的当前大小为："+lhs.size());for (Object object : lhs) {System.out.print(object+"--");}for (String str : Arrays.asList("apple","delete","book","cook","","desk")) {lhs.add(str);}System.out.println("\n"+"LinkedHashSet的字符串测试：");System.out.println("LinkedHashSet的当前大小为："+lhs.size());for (Object object : lhs) {System.out.print(object+"--");}}

运行结果：

LinkedHashSet的数字测试： LinkedHashSet的当前大小为：8 10--12--null--5--13--4--6--0-- LinkedHashSet的字符串测试： LinkedHashSet的当前大小为：14 10--12--null--5--13--4--6--0--apple--delete--book--cook----desk--

EnumSet

• 底层数据结构：位运算：EnumSet在内部以位向量的形式存储，这种存储形式非常紧凑、高效,因此EnumSet对象占用内存很小，而且运行效率很好。尤其是进行批量操作（如调用containsAll()和retainAll()方法）时，如果其参数也是EnumSet集合，则该批量操作的执行速度也非常快。
• EnumSet是抽象类，只能通过静态工厂方法构造EnumSet对象：EnumSet类没有暴露任何构造器来创建该类的实例，程序应该通过它提供的类方法来创建EnumSet对象
• 是否允许null元素：不允许：试图插入 null 元素将抛出 NullPointerException。但是，
  试图测试是否出现 null 元素或移除 null 元素将不会抛出异常（而且EnumSet类中也不允许有null）
• 是否线程安全：否
• 能否存入重复元素：否（首先枚举类里就不允许有重复的元素）
• 是否有序：有序
  代码在下：

import java.util.EnumSet;public class EnumSetDemo {public static void main(String[] args) {//1.创建一个包含number（枚举类）里所有枚举值的EnumSet集合EnumSet<number> es=EnumSet.allOf(number.class);System.out.println("es:"+es);//2.创建一个空EnumSet,//只能向空EnumSet中添加枚举类中已有的元素EnumSet<number> es2=EnumSet.noneOf(number.class);es2.add(number.a3);System.out.println("es2"+es2);//3.以指定的枚举值创建EnumSet集合EnumSet<number> es3=EnumSet.of(number.a1,number.a3);System.out.println("es3:"+es3);//4.创建一个包含枚举类一个范围内元素的EnumSetEnumSet<number> es4=EnumSet.range(number.a2, number.a4);System.out.println("es4:"+es4);//5.创建一个包含指定EnumSet集合元素补集的EnumSet集合EnumSet<number> es5=EnumSet.complementOf(es4);System.out.println("es5:"+es5);//6.最喜欢的copy啊EnumSet<number> es6=EnumSet.copyOf(es4);Iterator<number> iter=es6.iterator();System.out.print("es6:");while(iter.hasNext()) {System.out.print(iter.next()+"--");}}}enum number{a1,a2,a3, a4 }

运行结果：

es:[a1, a2, a3, a4] es2[a3] es3:[a1, a3] es4:[a2, a3, a4] es5:[a1] es6:a2--a3--a4--

另附一篇参考TreeSet(对自定义的类如何使用TreeSet:需要重写Hashcode和equale方法，因为TreeSet中的存放的对象必须能排序，否则会报错。)

package Set;import java.util.Set; import java.util.TreeSet;class Student1 implements Comparable<Student1>{int id;public Student1(int id) {this.id = id;}@Overridepublic String toString() {return this.id+"";}@Overridepublic int hashCode() {return this.id;}@Overridepublic boolean equals(Object obj) {if (obj instanceof Student1){Student1 stu = (Student1) obj;if (stu.id == this.id)return true;}return false;}public int compareTo(Student1 o) {return (this.id-o.id);} }public class Tree_Set {public static void main(String[] args) {Set<Student1> set = new TreeSet<Student1>();Student1 s1 = new Student1(5);Student1 s2 = new Student1(1);Student1 s3 = new Student1(2);Student1 s4 = new Student1(4);Student1 s5 = new Student1(3);set.add(s1);set.add(s2);set.add(s3);set.add(s4);set.add(s5);for (Student1 s : set) {System.out.println(s);}}}

LinkedHashSet:具有HashSet的查询速度，且内部使用链表维护元素的顺序（插入的次序）。于是在使用迭代器遍历Set时，结果会按照元素插入的次序显示。

package Set;import java.util.Iterator;public class LinkedHashSet {public static void main(String[] args) {java.util.LinkedHashSet<String> books = new java.util.LinkedHashSet<String>();books.add("Book1");books.add("Book2");books.add("Book1");System.out.println(books);//删除 Book1books.remove("Book1");//重新添加 Book1books.add("Book1");System.out.println(books);for(Iterator<String> iter = books.iterator(); iter.hasNext();){Object value = iter.next();System.out.println(value);}} }

运行结果：

[Book1, Book2] [Book2, Book1] Book2 Book1

因为LinkedHashSet是HashSet的子类，因此它不允许集合元素重复。所以第二个books.add("Book1");没有添加进去。

Set集合类应用场景：

HashSet的性能总是比TreeSet好(特别是最常用的添加、查询元素等操作)，因为TreeSet需要额外的红黑树算法来维护集合元素的次序。只有当需要一个保持排序的Set时，才应该使用TreeSet，否则都应该使用HashSet

对于普通的插入、删除操作，LinkedHashSet比HashSet要略慢一点，这是由维护链表所带来的开销造成的。不过，因为有了链表的存在，遍历LinkedHashSet会更快

EnumSet是所有Set实现类中性能最好的，但它只能保存同一个枚举类的枚举值作为集合元素

HashSet、TreeSet、EnumSet都是"线程不安全"的，通常可以通过Collections工具类的synchronizedSortedSet方法来"包装"该Set集合。
SortedSet s = Collections.synchronizedSortedSet(new TreeSet(…));

总结

以上是生活随笔为你收集整理的Set 、HashSet、TreeSet、LinkedHashSet、EnumSet的全部内容，希望文章能够帮你解决所遇到的问题。

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