Java类集框架——Set接口和子接口SortedSet以及SortedSet接口的子类TreeSet之间的联系和使用、排序设置重复元素的说明

妖狐艹你老母 2022-09-25 07:19 311阅读 0赞

## 学习目标： ##

掌握Set接口与Collection接口的关系。

掌握Set接口的常用子类：TreeSet、HashSet。

掌握TreeSet的排序原理。

掌握Set接口中重复元素的定义。

掌握SortedSet接口与Set接口的关系。

掌握SortedSet接口常用的操作方法。

## Set接口的定义： ##

Set接口也是Collection接口中的子接口，但是与Collection或List接口不同的是，Set接口中不能加入重复的元素。

Set接口的定义：public interface Set<E> extends Collection<E>

Set接口的主要方法与Collection是一致的。

Set接口的实例无法像List接口那样进行双向输出。

Set接口的常用子类：

散列存放：HashSet类

有序存放：TreeSet类

Collection不能进行双向输出，Set接口与Collection接口定义一致，所以本身也不能双向输出。

HashSet：使用散列的方式存放，本身没有顺序。

import java.util.HashSet ;
    import java.util.Set ;
    public class HashSetDemo01{
    	public static void main(String args[]){
    		Set<String> allSet = new HashSet<String>() ;
    		allSet.add("A") ;	// 增加内容
    		allSet.add("B") ;	// 增加内容
    		allSet.add("C") ;	// 增加内容
    		allSet.add("C") ;	// 重复内容
    		allSet.add("C") ;	// 重复内容
    		allSet.add("D") ;	// 增加内容
    		allSet.add("E") ;	// 增加内容
    		System.out.println(allSet) ;
    	}
    };

![Center][]  
是无序排列的，而List接口的内容插入顺序就是其保存顺序。

如果现在希望所有的内容可以自动进行排序的操作，则可以使用Set中的第二个子类TreeSet。

import java.util.HashSet ;
    import java.util.Set ;
    import java.util.TreeSet;
    public class TreeSetDemo01{
    	public static void main(String args[]){
    		Set<String> allSet = new TreeSet<String>() ;
    		allSet.add("A") ;	// 增加内容
    		allSet.add("B") ;	// 增加内容
    		allSet.add("C") ;	// 增加内容
    		allSet.add("C") ;	// 重复内容
    		allSet.add("C") ;	// 重复内容
    		allSet.add("D") ;	// 增加内容
    		allSet.add("E") ;	// 增加内容
    		System.out.println(allSet) ;
    	}
    };

![Center 1][]  
TreeSet的子类是可以自动进行排序的。

TreeSet类的内容是可以排序的，如果任意给出一个自定义的类，观察能否进行排序操作。

import java.util.Set ;
    import java.util.TreeSet ;
    class Person{
    	private String name ;
    	private int age ;
    	public Person(String name,int age){
    		this.name = name ;
    		this.age = age ;
    	}
    	public String gtoString(){
    		return "姓名：" + this.name + "；年龄：" + this.age ;
    	}
    };
    public class TreeSetDemo02{
    	public static void main(String args[]){
    		Set<Person> allSet = new TreeSet<Person>() ;
    		allSet.add(new Person("张三",30)) ;
    		allSet.add(new Person("李四",31)) ;
    		allSet.add(new Person("王五",32)) ;
    		allSet.add(new Person("王五",32)) ;
    		allSet.add(new Person("王五",32)) ;
    		allSet.add(new Person("赵六",33)) ;
    		allSet.add(new Person("孙七",33)) ;
    		System.out.println(allSet) ;
    	}
    };

执行时出现了错误，如下所示：

![Center 2][]  
Comparable之前曾经讲解过主要是进行排序的操作接口，一个对象数组要想排序，则依靠Comparable接口完成。那么对于TreeSet也一样，如果要想使用TreeSet进行排序的操作，则对象所在的类也必须实现Comparable接口。

import java.util.Set ;
    import java.util.TreeSet ;
    class Person implements Comparable<Person>{
    	private String name ;
    	private int age ;
    	public Person(String name,int age){
    		this.name = name ;
    		this.age = age ;
    	}
    	public String toString(){
    		return "姓名：" + this.name + "；年龄：" + this.age ;
    	}
    	public int compareTo(Person per){
    		if(this.age>per.age){
    			return 1 ;
    		}else if(this.age<per.age){
    			return -1 ;
    		}else{
    			return 0 ;
    		}
    	}
    };
    public class TreeSetDemo03{
    	public static void main(String args[]){
    		Set<Person> allSet = new TreeSet<Person>() ;
    		allSet.add(new Person("张三",30)) ;
    		allSet.add(new Person("李四",31)) ;
    		allSet.add(new Person("王五",32)) ;
    		allSet.add(new Person("王五",32)) ;
    		allSet.add(new Person("王五",33)) ;
    		allSet.add(new Person("赵六",34)) ;
    		allSet.add(new Person("孙七",34)) ;
    		System.out.println(allSet) ;
    	}
    };

![Center 3][]  
发现此时去掉了重复元素，但是依靠的是Comparable接口完成的。孙七没有加入进来，因为两个的年龄是完全一样的，而此时的Comparable接口比较的只是年龄，所以为了保证正确，所有的属性都应该进行比较：

import java.util.Set ;
    import java.util.TreeSet ;
    class Person implements Comparable<Person>{
    	private String name ;
    	private int age ;
    	public Person(String name,int age){
    		this.name = name ;
    		this.age = age ;
    	}
    	public String toString(){
    		return "姓名：" + this.name + "；年龄：" + this.age ;
    	}
    	public int compareTo(Person per){
    		if(this.age>per.age){
    			return 1 ;
    		}else if(this.age<per.age){
    			return -1 ;
    		}else{
    			return this.name.compareTo(per.name) ;	// 调用String中的compareTo()方法
    		}
    	}
    };
    public class TreeSetDemo04{
    	public static void main(String args[]){
    		Set<Person> allSet = new TreeSet<Person>() ;
    		allSet.add(new Person("张三",30)) ;
    		allSet.add(new Person("李四",31)) ;
    		allSet.add(new Person("王五",32)) ;
    		allSet.add(new Person("王五",32)) ;
    		allSet.add(new Person("王五",32)) ;
    		allSet.add(new Person("赵六",33)) ;
    		allSet.add(new Person("孙七",33)) ;
    		System.out.println(allSet) ;
    	}
    };

![Center 4][]  
此时去掉的重复元素并不是真正意义上的重复元素的取消。

import java.util.Set ;
    import java.util.HashSet ;
    class Person{
    	private String name ;
    	private int age ;
    	public Person(String name,int age){
    		this.name = name ;
    		this.age = age ;
    	}
    	public String toString(){
    		return "姓名：" + this.name + "；年龄：" + this.age ;
    	}
    };
    public class RepeatDemo01{
    	public static void main(String args[]){
    		Set<Person> allSet = new HashSet<Person>() ;
    		allSet.add(new Person("张三",30)) ;
    		allSet.add(new Person("李四",31)) ;
    		allSet.add(new Person("王五",32)) ;
    		allSet.add(new Person("王五",32)) ;
    		allSet.add(new Person("王五",32)) ;
    		allSet.add(new Person("赵六",33)) ;
    		allSet.add(new Person("孙七",33)) ;
    		System.out.println(allSet) ;
    	}
    };

![Center 5][]  
此时，并没有去除重复的元素，那么重复的元素该如何取消呢？

如果想取消重复的元素，则需要Object类中的两个方法帮助：

hashCode()：表示一个唯一的编码，一般通过计算表示。

equals()：进行对象的比较操作。

import java.util.Set ;
    import java.util.HashSet ;
    class Person{
    	private String name ;
    	private int age ;
    	public Person(String name,int age){
    		this.name = name ;
    		this.age = age ;
    	}
    	public boolean equals(Object obj){	// 覆写equals，完成对象比较
    		if(this==obj){
    			return true ;
    		}
    		if(!(obj instanceof Person)){
    			return false ;
    		}
    		Person p = (Person)obj ;	// 向下转型
    		if(this.name.equals(p.name)&&this.age==p.age){
    			return true ;
    		}else{
    			return false ;
    		}
    	}
    	public int hashCode(){
    		return this.name.hashCode() * this.age	; // 定义一个公式
    	}
    	public String toString(){
    		return "姓名：" + this.name + "；年龄：" + this.age ;
    	}
    };
    public class RepeatDemo02{
    	public static void main(String args[]){
    		Set<Person> allSet = new HashSet<Person>() ;
    		allSet.add(new Person("张三",30)) ;
    		allSet.add(new Person("李四",31)) ;
    		allSet.add(new Person("王五",32)) ;
    		allSet.add(new Person("王五",32)) ;
    		allSet.add(new Person("王五",32)) ;
    		allSet.add(new Person("赵六",33)) ;
    		allSet.add(new Person("孙七",33)) ;
    		System.out.println(allSet) ;
    	}
    };

![Center 6][]  
如果要想使用Set，则就必须注意以上的两个问题。

## SortedSet接口中定义的方法 ##

1、public Comparator<? super E> comparator()  普通 返回与排序有关联的比较器。

2、public E first()   普通 返回集合中的第一个元素。

3、public SortedSet<E> headSet(E toElement) 普通  返回从开始到指定元素的集合。

4、public E last()   普通 返回最后一个元素。

5、public SortedSet<E> subSet(E fromElement, E toElement) 普通  返回指定对象间的元素。

6、public SortedSet<E> tailSet(E fromElement) 普通  从指定元素到最后。

import java.util.SortedSet ;
    import java.util.TreeSet ;
    public class TreeSetDemo05{
    	public static void main(String args[]){
    		SortedSet<String> allSet = new TreeSet<String>() ;	// 
    		allSet.add("A") ;	// 增加内容
    		allSet.add("B") ;	// 增加内容
    		allSet.add("C") ;	// 增加内容
    		allSet.add("C") ;	// 增加内容
    		allSet.add("C") ;	// 增加内容
    		allSet.add("D") ;	// 增加内容
    		allSet.add("E") ;	// 增加内容
    		System.out.println("第一个元素：" + allSet.first()) ;
    		System.out.println("最后一个元素：" + allSet.last()) ;
    		System.out.println("headSet元素：" + allSet.headSet("C")) ;
    		System.out.println("tailSet元素：" + allSet.tailSet("C")) ;
    		System.out.println("subSet元素：" + allSet.subSet("B","D")) ;
    	}
    };

![Center 7][]

总结：

1、之前曾经遇到：一个好的类应该覆写Object类中的equals()、hashCode()、toString()三个方法，实际上String类中已经全部覆写完成了。

2、Set接口依靠hashCode()和equals()完成重复元素的判断，关于这一点在以后的Map接口中也有体现。

3、TreeSet依靠Comparable接口完成排序操作。

4、只要看见了以Sorted开头的接口基本上都是表示可以排序的接口。

##     ##

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