Java Set集合类的用法（附带实例）

Java 中的 Set 是 Collection 的子接口，Set 接口对象类似于数学上的集合概念，其中不允许有重复的元素，并且元素在表中没有顺序要求，所以 Set 集合也称为无序列表。

Set 接口没有定义新的方法，只包含从 Collection 接口继承的方法。Set 接口有几个常用的实现类，层次关系如下图所示。


Set 接口常用的实现类有 HashSet 类、TreeSet 类和 LinkedHashSet 类。

Java HashSet和LinkedHashSet类

HashSet 类是抽象类 AbstractSet 的子类，实现了 Set 接口。HashSet 类使用哈希方法存储元素，具有最好的性能，但元素没有顺序。

HashSet 类的构造方法有以下几种：

• HashSet()：创建一个空的哈希集合，装填因子（load factor）是 0.75；
• HashSet(Collection c)：用指定的集合 c 的元素创建一个哈希集合；
• HashSet(int initialCapacity)：创建一个哈希集合，并指定的集合初始容量；
• HashSet(int initialCapacity, float loadFactor)：创建一个哈希集合，并指定的集合初始容量和装填因子。

LinkedHashSet 类是 HashSet 类的子类，与 HashSet 类的不同之处是它对所有元素维护一个双向链表，该链表定义了元素的迭代顺序，这个顺序是元素插入集合的顺序。

【实例 1】创建一个类 HashSetDemo，测试 HashSet 类的用法。

import java.util.HashSet;
public class HashSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        boolean r;
        HashSet<String> s = new HashSet<String>();
        r = s.add("Hello");
        System.out.println(" 添加单词 Hello, 返回为 " + r);
        r = s.add("Kitty");
        System.out.println(" 添加单词 Kitty, 返回为 " + r);
        r = s.add("Hello");
        System.out.println(" 添加单词 Hello, 返回为 " + r);
        r = s.add("java");
        System.out.println(" 添加单词 java, 返回为 " + r);
        System.out.println(" 遍历集合中的元素：");
        for(String element : s)
            System.out.println(element);
    }
}

程序执行结果为：

添加单词 Hello, 返回为 true
添加单词 Kitty, 返回为 true
添加单词 Hello, 返回为 false
添加单词 java, 返回为 true
遍历集合中的元素：
java
Hello
Kitty

程序中先创建一个存放 String 类型的 HashSet 集合对象 s。然后分别向其中添加了 "Hello"、"Kitty"、"Hello"、"java" 这 4 个字符串。由于 Set 类型的集合不能存放重复的数据，故第二次向集合当中存放 "Hello" 字符串时，返回结果为 false。

最后使用增强的 for 循环输出集合当中的元素。由于 HashSet 集合当中的元素是无序的，故使用 for 循环输出集合当中的元素时，输出结果也是随机的。该程序每次运行时，结果或许都不一样。另外，因为使用了 HashSet 类，并不保证集合中元素的顺序。

Java SortedSet接口和TreeSet类

SortedSet 接口是有序对象的集合，其中的元素排序规则按照元素的自然顺序排列。为了能够使元素排序，要求插入 SortedSet 对象中的元素必须是相互可以比较的。

SortedSet 接口中定义了下面几个方法：

• 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 fromElement, E toElement)：返回有序集合中的一个子有序集合，元素从 fromElement 开始到 toElement 结束（不包括最后元素）；
• SortedSet <E> headSet(E toElement)：返回有序集合中小于指定元素 toElement 的一个子有序集合；
• SortedSet <E> tailSet(E fromElement)：返回有序集合中大于或等于 fromElement 元素的子有序集合；
• Comparator<? Super E> comparator()：返回与该有序集合相关的比较器，如果集合使用自然顺序则返回 null。

TreeSet 类是 SortedSet 接口的实现类，使用红黑树存储元素排序，基于元素的值对元素排序，操作要比 HashSet 类慢。

TreeSet 类的构造方法有以下几种：

• TreeSet()：创建一个空的树集合；
• TreeSet(Collection c)：用指定集合 c 中的元素创建一个新的树集合，集合中的元素是按照元素的自然顺序排序；
• TreeSet(Comparator c)：创建一个空的树集合，元素的排序规则按给定的 c 的规则排序；
• TreeSet(SortedSet s)：用 SortedSet 对象 s 中的元素创建一个树集合，排序规则与 s 的排序规则相同。

【实例 2】创建一个 TreeSetDemo 类，测试 TreeSet 类的用法。

import java.util.TreeSet;
public class TreeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        boolean r;
        TreeSet<String> s = new TreeSet<String>();
        r = s.add("Hello");
        System.out.println(" 添加单词 Hello, 返回为 " + r);
        r = s.add("Kitty");
        System.out.println(" 添加单词 Kitty, 返回为 " + r);
        r = s.add("Hello");
        System.out.println(" 添加单词 Hello, 返回为 " + r);
        r = s.add("java");
        System.out.println(" 添加单词 java, 返回为 " + r);
        System.out.println(" 遍历集合中的元素：");
        for(String element : s)
            System.out.println(element);
    }
}

程序执行结果为：

添加单词 Hello, 返回为 true
添加单词 Kitty, 返回为 true
添加单词 Hello, 返回为 false
添加单词 java, 返回为 true
遍历集合中的元素：
Hello
Kitty
java

与实例 1 不同的是，本例采用 TreeSet 类集合，实现了集合元素的有序输出，但这种实现是有代价的，即集合中的元素需要具有可比性。