Java集合框架：Set（HashSet,LinkedHashSet,TreeSet）

Set概述

Set几乎都是内部用一个Map来实现, 因为Map里的KeySet就是一个Set，而value是假值，全部使用同一个Object。Set的特征也继承了那些内部Map实现的特征。

HashSet

1. 定义

package java.util;
public class HashSet<E>
    extends AbstractSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    private transient HashMap<E,Object> map;
    private static final Object PRESENT = new Object();
    public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }
//其余省略
}

2. 概述

HashSet是基于HashMap来实现的，操作很简单，更像是对HashMap做了一次“封装”，而且只使用了HashMap的key来实现各种特性，而HashMap的value始终都是PRESENT。

HashSet不允许重复（HashMap的key不允许重复，如果出现重复就覆盖），允许null值，非线程安全。

罗列几个主要方法：

public Iterator<E> iterator() {
        return map.keySet().iterator();
    }
    public int size() {
        return map.size();
    }
    public boolean isEmpty() {
        return map.isEmpty();
    }
    public boolean contains(Object o) {
        return map.containsKey(o);
    }
    public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }
    public boolean remove(Object o) {
        return map.remove(o)==PRESENT;
    }
    public void clear() {
        map.clear();
    }

3. 使用

案例1：

Set<String> set = new HashSet<>();
      set.add("s2");
      set.add("s3");
      set.add("s4");
      set.add("s2");
      set.add("s5");
      set.add("s1");
      set.add(null);
      set.add("s21");
      set.add("sw2");
      set.add("s2");
      for(String i:set)
          System.out.println(i);
      System.out.println(set);

输出：

null
s2
s1
sw2
s21
s5
s3
s4
[null, s2, s1, sw2, s21, s5, s3, s4]

LinkedHashSet

1. 定义(整个LinkedHashSet的代码)

package java.util;
public class LinkedHashSet<E>
    extends HashSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable {
    private static final long serialVersionUID = -2851667679971038690L;

    public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        super(initialCapacity, loadFactor, true);
    }

    public LinkedHashSet(int initialCapacity) {
        super(initialCapacity, .75f, true);
    }

    public LinkedHashSet() {
        super(16, .75f, true);
    }

    public LinkedHashSet(Collection<? extends E> c) {
        super(Math.max(2*c.size(), 11), .75f, true);
        addAll(c);
    }
}

2. 概述

HashSet有4个共有的构造函数：

 public HashSet() {
     map = new HashMap<>();
 }
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
     map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
     addAll(c);
 }
 public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
     map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
 }
 public HashSet(int initialCapacity) {
     map = new HashMap<>(initialCapacity);
 }

还有一个包级私有的构造函数:

HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
    map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}

这个构造函数就是LinkedHashSet的关键，整个LinkedHashSet的四个构造函数全部都是调用了HashSet中的这个包级私有的构造函数（构造函数中的dummy就是标记，无实用，为了实现方法的重载而已），也就是说LinkedHashSet就是基于LinkedHashMap实现的。

3. 使用

案例2：

Set<String> set = new LinkedHashSet<>();
set.add("s2");
set.add("s3");
set.add("s4");
set.add("s2");
set.add("s5");
set.add("s1");
set.add(null);
set.add("s21");
set.add("sw2");
set.add("s2");
for(String i:set)
    System.out.println(i);
System.out.println(set);

输出:

s2
s3
s4
s5
s1
null
s21
sw2
[s2, s3, s4, s5, s1, null, s21, sw2]

允许null值，保留插入顺序，非线程安全。

TreeSet

1. 定义

package java.util;
public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E>
    implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    private transient NavigableMap<E,Object> m;
    private static final Object PRESENT = new Object();
    public TreeSet() {
        this(new TreeMap<E,Object>());
    }
    public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
        this(new TreeMap<>(comparator));
    }
    public TreeSet(Collection<? extends E> c) {
        this();
        addAll(c);
    }
    public TreeSet(SortedSet<E> s) {
        this(s.comparator());
        addAll(s);
    }
//其余省略
}

2. 概述

TreeSet的内部基于TreeMap实现，同样value永远为PRESENT.

案例3：

        Set<String> set = new TreeSet<String>();
        set.add("s2");
        set.add("s3");
        set.add("s4");
        set.add("s2");
        set.add("s5");
        set.add("s1");
//        set.add(null);
        set.add("s21");
        set.add("sw2");
        set.add("s2");
        for(String i:set)
            System.out.println(i);
        System.out.println(set);

运行结果：

s1
s2
s21
s3
s4
s5
sw2
[s1, s2, s21, s3, s4, s5, sw2]

不允许重复，不允许null值（如果有基于null的比较器，就可以允许为null），默认按升序排列。

案例4（其中的Person2详细见《Comparable与Comparator浅析》）：

Set<Person2> set = new TreeSet<Person2>(new Comparator<Person2>(){
    @Override
    public int compare(Person2 o1, Person2 o2)
    {
        if(o1==null || o2==null)
            return 0;
        return o1.getAge()-o2.getAge();
    }
});
Person2 p1 = new Person2("zzh",18);
Person2 p2 = new Person2("jj",17);
Person2 p3 = new Person2("qq",19);
Person2 p4 = new Person2(null,19);
set.add(p1);
set.add(p2);
set.add(p3);
set.add(p4);

System.out.println(set);