Java语言程序设计——篇十一（3）

Set接口及实现类

• Set接口是Collection的子接口，其中不允许有重复的元素。
• Set接口没有定义新的方法，只包含从Collection接口继承的方法。
• Set接口的常用实现类有：HashSet类、TreeSet类。

HashSet类

• HashSet类用散列方法存储元素，具有最好的存取性能，但元素没有顺序。
• HashSet类的构造方法有：

HashSet(): 初始容量是16，默认装填因子是0.75。
HashSet(Collection c)
HashSet(int initialCapacity)
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor)

实战演练

例：HashSetDemo.java

import java.util.*;

public class HashSetDemo {
     public static void main(String[] args) {
Set<String> words = new HashSet<>();
words.add("one");
words.add("two");
words.add("three");
words.add("one"); //不能将重复元素添加到集合中
for(String s:words)
                System.out.print(s+" ");
      }
}

用Set对象实现集合操作

• 使用Set对象的批量操作方法，可以实现标准集合代数运算。
• 假设s1和s2是Set对象，下面的操作可实现相关的集合运算。

s1.addAll(s2)：实现集合s1与s2的并运算。
s1.retainAll(s2)：实现集合s1与s2的交运算。
s1.removeAll(s2)：实现集合s1与s2的差运算。
s1.containAll(s2)：如果s2是s1的子集，该方法返回true。

TreeSet类

• TreeSet实现一种树集合， 它使用红-黑树算法为元素排序，因此集合中的元素是有序存放的。
• 添加到TreeSet中的元素必须是可比较的，即元素的类必须实现Comparable接口。
• 构造方法如下：

TreeSet()
TreeSet(Collection c)
TreeSet(Comparator c)

实战演练

例：TreeSetDemo.java

import java.util.*;
public class TreeSetDemo{
    public static void main(String[] args){
Set<String> ts = new TreeSet<>(); 
String[] s = new String[]{"one","two","three","four"};
for (int i = 0; i < s.length; i++){
          ts.add(s[i]);    // TreeSet中的元素将自动排序
       }
       System.out.println(ts);
    }
}

• TreeSet类实现了SortedSet接口中的常用方法：

E first(): 返回有序集合中的第一个元素。
E last(): 返回有序集合中的最后一个元素。
SortedSet<E> subset(E from, E to): 返回从元素from到to(不包含)结束的子有序集合。
SortedSet<E> headset(E to): 返回小于元素to的子有序集合。
SortedSet<E> tailset(E from): 返回大于等于元素from的子有序集合。
Comparator<? super E> comparator(): 返回与该有序集合相关的比较器，若集合采用自然顺序，返回null。

实战演练

例：SortedSetDemo.java

import java.util.*;
public class SortedSetDemo{
public static void main(String[] args) {    
SortedSet<String> set = new TreeSet<>();
set.add("one");
set.add("two");
set.add("three");
    System.out.println(set);  //[one, three, two]
    System.out.println(set.first());
    System.out.println(set.last());
    System.out.println(set.subSet("one", "three"));
    System.out.println(set.headSet("two"));
    System.out.println(set.tailSet("three"));
    System.out.println(set.comparator());
}
}

对象顺序

• 所谓自然顺序（natural order），是指集合对象实现了Comparable接口的compareTo()方法，对象则根据该方法排序。
• 如果需要指定新的比较规则，可以定义一个类实现Comparator接口，然后为集合提供一个新的比较器。

实战演练

例： 使用TreeSet类实现字符串的正序及逆序排序。

import java.util.*;
public class DescSortDemo{
  public static void main(String[] args){
     String[] s = {"China", "England","France","America","Russia",};
     Set<String> ts = new TreeSet<>();
     for(int i = 0; i < s.length; i ++)
         ts.add(s[i]);
     System.out.println(ts);
     //使用Lambda表达式实现字符串倒序
     ts = new TreeSet<>((String s1, String s2) -> s2.compareTo(s1)); 
     // 将数组s中的元素添加到TreeSet对象中
     for(int i = 0; i < s.length; i ++)
          ts.add(s[i]);
     System.out.println(ts);
  }
}

综合实例

在Java中，Set是一个不包含重复元素的集合。Set接口主要由HashSet、LinkedHashSet和TreeSet等类实现，每个实现类都有其特定的用途和特性。下面，我将给出一个使用HashSet的简单例子，因为HashSet是Set接口的一个常用实现，它基于哈希表实现，不保证集合的迭代顺序。

import java.util.HashSet;  
import java.util.Iterator;  
import java.util.Set;  
  
public class SetExample {  
    public static void main(String[] args) {  
        // 创建一个HashSet对象  
        Set<String> mySet = new HashSet<>();  
  
        // 向HashSet中添加元素  
        mySet.add("Apple");  
        mySet.add("Banana");  
        mySet.add("Cherry");  
        mySet.add("Date"); // 注意：即使再添加一次"Apple"，它也不会被重复添加  
        mySet.add("Apple");  
  
        // 遍历HashSet  
        System.out.println("Set contains the following elements:");  
        Iterator<String> iterator = mySet.iterator();  
        while(iterator.hasNext()) {  
            String element = iterator.next();  
            System.out.println(element);  
        }  
  
        // 检查Set是否包含某个元素  
        if(mySet.contains("Banana")) {  
            System.out.println("The set contains Banana.");  
        }  
  
        // Set的大小  
        System.out.println("Size of the set: " + mySet.size());  
  
        // 移除元素  
        mySet.remove("Cherry");  
        System.out.println("After removing Cherry, the set contains:");  
        for(String str : mySet) { // 使用增强的for循环遍历Set  
            System.out.println(str);  
        }  
  
        // 清空Set  
        mySet.clear();  
        System.out.println("After clearing the set, is it empty? " + mySet.isEmpty());  
    }  
}

这段代码首先创建了一个HashSet<String>的实例，并向其中添加了一些字符串元素（包括一个重复的元素，但HashSet不会存储重复元素）。然后，它使用Iterator遍历了集合中的所有元素，并打印出来。接着，它检查集合是否包含某个特定元素（在这个例子中是"Banana"），并输出了集合的大小。之后，它移除了集合中的一个元素（“Cherry”），并再次遍历集合以显示更改后的内容。最后，它清空了集合，并检查集合是否为空。
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