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Java Set集合详解

2019年04月25日 08:55 | 204次浏览

Set 集合也实现了 Collection 接口,它主要有两个实现类:HashSet 类和 TreeSet类。Set  集合中的对象不按特定的方式排序,只是简单地把对象加入集合,集合中不能包含重复的对象,并且最多只允许包含一个 null 元素。


HashSet 类

HashSet 类是按照哈希算法来存储集合中的元素,使用哈希算法可以提高集合元素的存储速度,当向 Set 集合中添加一个元素时,HashSet 会调用该元素的 hashCode() 方法,获取其哈希码,然后根据这个哈希码计算出该元素在集合中的存储位置。


在 HashSet 类中实现了 Collection 接口中的所有方法。HashSet 类的常用构造方法重载形式如下。

● HashSet():构造一个新的空的 Set 集合。

● HashSet(Collection<? extends E>c):构造一个包含指定 Collection 集合元素的新 Set 集合。其中,“< >”中的 extends 表示 HashSet 的父类,即指明该 Set 集合中存放的集合元素类型。c 表示其中的元素将被存放在此 Set 集合中。


下面的代码演示了创建两种不同形式的 HashSet 对象。

HashSet hs=new HashSet();    //调用无参的构造函数创建HashSet对象
HashSet<String> hss=new HashSet<String>();    //创建泛型的 HashSet 集合对象


例 1

编写一个 Java 程序,使用 HashSet 创建一个 Set 集合,并向该集合中添加 5 本图书名称。具体实现代码如下:

public static void main(String[] args)
{
    HashSet<String> bookSet=new HashSet<String>();    //创建一个空的 Set 集合
    String book1=new String("如何成为 Java 编程高手");
    String book2=new String("Java 程序设计一百例");
    String book3=new String("从零学 Java 语言");
    String book4=new String("论 java 的快速开发");
    bookSet.add(book1);    //将 bookl 存储到 Set 集合中
    bookSet.add(book2);    //将 book2 存储到 Set 集合中
    bookSet.add(book3);    //将 book3 存储到 Set 集合中
    bookSet.add(book4);    //将 book4 存储到 Set 集合中
    System.out.println("新进图书有:");
    Iterater<String> it=bookSet.iterator();
    while(it.hasNext())
    {
        System.out.println("《"+(String)it.next()+"》");    //输出 Set 集合中的元素
    }
    System.out.println("共采购 "+bookSet.size()+" 本图书!");
}

如上述代码,首先使用 HashSet 类的构造方法创建了一个 Set 集合,接着创建了 4 个 String 类型的对象,并将这些对象存储到 Set 集合中。使用 HashSet 类中的 iterator() 方法获取一个 Iterator 对象,并调用其 hasNext() 方法遍历集合元素,再将使用 next() 方法读取的元素强制转换为 String 类型。最后调用 HashSet 类中的 size() 方法获取集合元素个数。


运行该程序,输出的结果如下:

新进图书有:
《如何成为 Java 编程高手》
《从零学 Java 语言》
《Java 程序设计一百例》
《论 java 的快速开发》
共采购 4 本图书!

注意:在该示例中,如果再向 bookSet 集合中添加一个名称为“Java 程序设计一百例”的 String 对象,则输出的结果与上述执行结果相同。也就是说,如果向 Set 集合中添加两个相同的元素,则后添加的会覆盖前面添加的元素,即在 Set 集合中不会出现相同的元素。


TreeSet 类

TreeSet 类同时实现了 Set 接口和 SortedSet 接口。SortedSet 接口是 Set 接口的子接口,可以实现对集合进行自然排序,因此使用 TreeSet 类实现的 Set 接口默认情况下是自然排序的,这里的自然排序指的是升序排序。


TreeSet 只能对实现了 Comparable 接口的类对象进行排序,因为 Comparable 接口中有一个 compareTo(Object o) 方法用于比较两个对象的大小。例如 a.compareTo(b),如果 a 和 b 相等,则该方法返回 0;如果 a 大于 b,则该方法返回大于 0 的值;如果 a 小于 b,则该方法返回小于 0 的值。


表 1 列举了 JDK 类库中实现 Comparable 接口的类,以及这些类对象的比较方式。

比较方式
包装类(BigDecimal、Biglnteger、 Byte、Double、
Float、Integer、Long 及 Short)
按数字大小比较
Character按字符的 Unicode 值的数字大小比较
String按字符串中字符的 Unicode 值的数字大小比较

TreeSet 类除了实现 Collection 接口的所有方法之外,还提供了如表 2 所示的方法。

方法名称说明
E first()返回此集合中的第一个元素。其中,E 表示集合中元素的数据 类型
E last()返回此集合中的最后一个元素
E poolFirst()获取并移除此集合中的第一个元素
E poolLast()获取并移除此集合中的最后一个元素
SortedSet<E> subSet(E fromElement,E toElement)返回一个新的集合,新集合包含原集合中 fromElement 对象与 toElement
对象之间的所有对象。包含 fromElemen t对象,不包含 toElement 对象
SortedSet<E> headSet<E toElement〉返回一个新的集合,新集合包含原集合中 toElement 对象之前的所有对象。
不包含 toElement 对象
SortedSet<E> tailSet(E fromElement)返回一个新的集合,新集合包含原集合中 fromElement 对象之后的所有对
象。包含 fromElement 对象


例 2

本次有 5 名学生参加考试,当老师录入每名学生的成绩后,程序将按照从低到高的排列顺序显示学生成绩。此外,老师可以查询本次考试是否有满分的学生存在,不及格的成绩有哪些,90 分以上成绩的学生有几名。


下面使用TreeSet类来创建Set集合,完成学生成绩查询功能。具体的代码如下:

import java.util.Iterator;
import java.util.Scanner;
import java.util.SortedSet;
import java.util.TreeSet;
public class Test08
{
    public static void main(String[] args)
    {
        TreeSet<Double> scores=new TreeSet<Double>();    //创建 TreeSet 集合
        Scanner input=new Scanner(System.in);
        System.out.println("------------学生成绩管理系统-------------");
        for(int i=0;i<5;i++)
        {
            System.out.println("第"+(j+1)+"个学生成绩:");
            double score=input.nextDouble();
            //将学生成绩转换为Double类型,添加到TreeSet集合中
            scores.add(Double.valueOf(score));
        }
        Iterator<Double> it=scores.iterator();    //创建 Iterator 对象
        System.out.println("学生成绩从低到高的排序为:");
        while(it.hasNext())
        {
            System.out.print(it.next()+"\t");
        }
        System.out.println("\n请输入要查询的成绩:");
        double searchScore=input.nextDouble();
        if(scores.contains(searchScore))
        {
            System.out.println("成绩为: "+searchScore+" 的学生存在!");
        }
        else
        {
            System.out.println("成绩为: "+searchScore+" 的学生不存在!");
        }
        //查询不及格的学生成绩
        SortedSet<Double> score1=scores.headSet(60.0);
        System.out.println("\n不及格的成绩有:");
        for(int i=0;i<score1.toArray().length;i++)
        {
            System.out.print(score1.toArray()[i]+"\t");
        }
        //查询90分以上的学生成绩
        SortedSet<Double> score2=scores.tailSet(90.0);
        System.out.println("\n90 分以上的成绩有:");
        for(int i=0;i<score2.toArray().length;i++)
        {
            System.out.print(score2.toArray()[i]+"\t");
        }
    }
}

如上述代码,首先创建一个 TreeSet 集合对象 scores,并向该集合中添加 5 个 Double 对象。接着使用 while 循环遍历 scores 集合对象,输出该对象中的元素,然后调用 TreeSet 类中的 contains() 方法获取该集合中是否存在指定的元素。最后分别调用 TreeSet 类中的 headSet() 方法和 tailSet() 方法获取不及格的成绩和 90 分以上的成绩。


运行该程序,执行结果如下所示。

------------学生成绩管理系统-------------
第1个学生成绩:
53
第2个学生成绩:
48
第3个学生成绩:
85
第4个学生成绩:
98
第5个学生成绩:
68
学生成绩从低到高的排序为:
48.0    53.0    68.0    85.0    98.0   
请输入要查询的成绩:
90
成绩为: 90.0 的学生不存在!

不及格的成绩有:
48.0    53.0   
90 分以上的成绩有:
98.0

注意:在使用自然排序时只能向 TreeSet 集合中添加相同数据类型的对象,否则会抛出 ClassCastException 异常。如果向 TreeSet 集合中添加了一个 Double 类型的对象,则后面只能添加 Double 对象,不能再添加其他类型的对象,例如 String 对象等。




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