第7章-第4节-Java中的Set集合和自然排序compareble

1、HashSet：

1）、 Set集合的特点

元素存储可以有序，可以无序（要看选择的具体子类 HashSet 无序 LinkedHashSet（有序）,TreeSet（排序））
没有索引，不能通过索引获取元素（即也不能使用普通for循环遍历）
不可以存储重复的元素

在某一些特定的场景，我们想要实现不能保存重复的元素的效果，此时使用Set集合就非常的合适

2）、概述及特点

概述：HashSet集合是Set集合的子类，是一个具体的类。底层使用Hash表存储数据（hash本质就是一个数组）。HashSet存储数据使用的是HashMap的key部分（HashMap我们明天会学习到，是一个双列的存储数据的结构）

存储数据的结构：数组 + 链表 + 红黑树

特点

元素存储无序
没有索引，不能通过索引获取元素（即也不能使用普通for循环遍历）
不可以存储重复的元素

3）、常用方法

1>、增加：

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;public class AddDemo {public static void main(String[] args) {Set<Integer> set = new HashSet<>();// 添加元素set.add(1);set.add(2);set.add(3);set.add(17);System.out.println(set);Set<String> set2 = new HashSet<>();// 添加元素set2.add("zhangsan");set2.add("lisi");set2.add("wangwu");set2.add("zhaoliu");set2.add(null);// 允许添加null值，但是只能添加一次System.out.println(set2);}
}

2>、删除：

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;public class RemoveDemo {public static void main(String[] args) {Set<String> set = new HashSet<>();// 添加元素set.add("zhangsan");set.add("lisi");set.add("wangwu");set.add("zhaoliu");System.out.println(set);// 删除元素boolean flag = set.remove("zhangsan");System.out.println(flag);System.out.println(set);System.out.println("-----优雅的分隔符-----");// 删除部分元素Set<String> set2 = new HashSet<>();set2.add("lisi");set2.add("zhaoliu");set2.add("zhangsan");boolean result = set.removeAll(set2);System.out.println(result);System.out.println(set);// 清空集合set.removeAll(set);System.out.println(set);set.clear();System.out.println(set);}
}

3>、修改：

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;public class UpdateDemo {public static void main(String[] args) {Set<String> set = new HashSet<>();// 添加元素set.add("zhangsan");set.add("lisi");set.add("wangwu");set.add("zhaoliu");System.out.println(set);// 没有修改的方法}
}

4>、查询：

import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;public class SelectDemo {public static void main(String[] args) {Set<String> set = new HashSet<>();// 添加元素set.add("zhangsan");set.add("lisi");set.add("wangwu");set.add("zhaoliu");System.out.println(set);// 获取集合的长度System.out.println(set.size());// 查询是否包含某一个指定的值boolean flag = set.contains("zhangsan");System.out.println(flag);// 集合是否为空System.out.println(set.isEmpty());// 增强for循环for(String str : set) {System.out.println(str);}System.out.println("----------------------");// 迭代器Iterator<String> iterator = set.iterator();while(iterator.hasNext()){String value = iterator.next();System.out.println(value);}}
}

4）、底层原理图：

备注：它的底层是用HashMap实现的， HashMap也是类似原理，后面章节会更具体的讲解HashMap。

2、TreeSet：

1）、学习了hashSet，无序不可重复。但是，有些时候，某些场景还是需要按照指定要求对数据进行排序。也就是说，要求我们的数据有序（此处的有序指的不是存入顺序与取出顺序一致，而是按照指定的规则从大到小或者从小到大排序），比如，在录入学生考试成绩的时候，我就希望能够按照绩来进行排序。

很显然，这个功能使用HashSet没有办法实现，所以，我们需要学习TreeSet树结构，二叉树

2）、概述及特点

概述：TreeSet实现了Set接口，存储的元素有序，可以按照一定的规则进行排序，具体排序方式取决于构造方法。

TreeSet()：根据其元素的自然排序进行排序
TreeSet(Comparator comparator) ：根据指定的比较器进行排序

特点
存储的元素有序
没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历
由于是Set集合，所以不包含重复元素的集合

数据结构：采用的是红黑树的结构（本质上使用的是TreeMap的key部分）

常用的方法与HashSet一致，这里不在进行演示，主要是讲解其排序的特点

3）、保存基本数据类型及字符串

1>、保存基本数据类型

import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;public class TreeSetDemo01 {public static void main(String[] args) {Set<Integer> set = new TreeSet<>();set.add(5);set.add(4);set.add(2);set.add(1);set.add(3);set.add(3);// 不能保存重复的元素System.out.println(set);// 保存的元素有序}
}

2>、保存字符串类型

import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;public class TreeSetDemo02 {public static void main(String[] args) {Set<String> set = new TreeSet<>();set.add("zhangsan");set.add("lisi");set.add("wangwu");set.add("zhaoliu");set.add("zhouqi");set.add("wangba");set.add("zhousan");// 不能存储重复的元素System.out.println(set);// 保存的元素有序}
}

3>、保存自定义类型

public class Student {private String name;private Integer age;public Student() {}public Student(String name, Integer age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public Integer getAge() {return age;}public void setAge(Integer age) {this.age = age;}
}

import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;public class TreeSetDemo03 {public static void main(String[] args) {Set<Student> set = new TreeSet<>();set.add(new Student("zhangsan", 21));set.add(new Student("lisi", 19));set.add(new Student("wangwu", 18));set.add(new Student("wangba", 23));System.out.println(set);// 保存的元素有序}
}

异常为：java.lang.ClassCastException: com.woniu.treeset.Student cannot be cast to java.lang.Comparable。

类型转换异常，说是Student 不能转换为 Comparable。Comparable在我们的代码里面没有涉及到，为什么会出现这个问题呢？Integer，String也是引用类型，我们在使用的时候没有出现这异常呢。

所以，我们来看一下String的源码

3、自然排序compareble：

comparable ：自然排序。是一个接口，只提供了一个方法：compareTo。就是排序的比较规则。如果使用TreeSet的无参构造方法保存自定义数据类型，那么该类应该实现comparable 接口，重写compareTo方法

public interface Comparable<T> {// 返回值为0，表示两个元素相等// 返回值为正整数，表示大于// 返回值为负整数，表示小于public int compareTo(T o);
}

案例演示

需求：存储学生对象并遍历，创建TreeSet集合使用无参构造方法。

要求：按照年龄从小到大排序。

public class Student implements Comparable<Student>{private String name;private Integer age;public Student() {}public Student(String name, Integer age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public Integer getAge() {return age;}public void setAge(Integer age) {this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}@Overridepublic int compareTo(Student stu) {// 排序的规则// this表示需要添加进来的元素 --->         set.add(new Student("lisi", 19));  表示的是lisi// stu表示需要比较的对象，即已经存进集合里面的对象//System.out.println(stu.age + "---" + this.age);return this.age - stu.age;}
}

import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;public class TreeSetDemo03 {public static void main(String[] args) {Set<Student> set = new TreeSet<>();set.add(new Student("zhangsan", 21));set.add(new Student("lisi", 19));set.add(new Student("wangwu", 18));set.add(new Student("wangba", 23));set.add(new Student("zhouqi", 21));System.out.println(set);// 保存的元素有序}
}

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