java容器总结Set

Set总结

首先一个Set不包括重复元素(包括可变对象)的Collection,是一种无序的集合。Set不包含满 a.equals(b) 的元素对a和b,并且最多有一个null。

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如图所示实现Set接口的重要类有HashSet(无序不重复),LinkedHashSet(按放入顺序有序不重复),TreeSet(按红黑树方式有序不重复),EnumSet,ConcurrentSkipListSet(来自于java.util.concurrent包),CopyOnWriteArraySet(来自于java.util.concurrent包)。
在Set接口中没有新增任何方法,所有方法均来自其父接口。它无法提供像List中按位存取的方法。在数学上一个集合有三个性质:确定性,互异性,无序性。

HashSet的特点、实现机制

a) HashSet的特点:

HashSet中存放的元素是无序的,底层是用HashMap实现的,在其中的add()函数中调用HashMap的put()方法并把要放入的元素设置为Key,而value是一个Object类型的名为PRESENT的常量,由于用到了散列函数,因此其存取速度是非常快的,在地址空间很大的情况下它的存取速度可以达到O(1)级。

b)HashSet的实现机制:

首先需要了解一下散列或者哈希的用法。我们知道,当数据量很大时hash函数计算的结果将会重复,按照下图所示的形式进行存贮。

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在HashSet中有个loadFactor(负载因子),对于上图所示总共有11个位置,目前有4个位置已经存放,即40%的空间已被使用。
在HashSet的默认实现中,初始容量为16,负载因子为0.75,也就是说当有75%的空间已被使用,将会进行一次再散列(再哈希),之前的散列表(数组)将被删除,新增加的散列表是之前散列表长度的2倍,最大值为Integer.MAX_VALUE。
负载因子越高,内存使用率越大,元素的寻找时间越长。
负载因子越低,内存使用率越小,元素的寻找时间越短。
从上图可以看出,当哈希值相同时,将存放在同一个位置,使用链表方式依次链接下去。

c)注意:

HashSet基于HashMap无容量限制。
HashSet非线程安全。

TreeSet的特点、实现机制

a)TreeSet特点

TreeSet中所放的元素是有序的,并且元素是不能重复的。

b)TreeSet实现机制

TreeSet底层使用TreeMap实现,和HashSet一样,将每个要放入的元素放到key的位置,value位置放的是一个Object类型的常量。

c)注意

TreeSet基于TreeMap实现,支持排序;
TreeSet是非线程安全的。

LinkedHashSet的特点、实现机制

a)LinkedHashSet的特点:

LinkedHashSet保证了按照插入顺序有序,继承自HashSet,没有实现新的可以使用的方法。

b)LinkedHashSet实现机制:

LinkedHashSet继承自HashSet,构造时使用了在HashSet中被忽略的构造方法:
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) { map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor); }
所以LinkedHashSet集合同样是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置,但是它同时使用链表维护元素的次序。这样使得元素看起 来像是以插入顺序保存的,也就是说,当遍历该集合时候,LinkedHashSet将会以元素的添加顺序访问集合的元素。LinkedHashSet在迭代访问Set中的全部元素时,性能比HashSet好,但是插入时性能稍微逊色于HashSet。

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