Java 器皿 & 泛型：三、HashSet，TreeSet 和 LinkedHashSet比较
Writer：BYSocket（泥沙砖瓦浆木匠）
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上一篇总结了下ArrayList 、LinkedList和Vector比较，今天泥瓦匠总结下Hash 、LinkedList和Vector比较。其实大家都是Collection，只不过有点各自特性。那就是数据结构的不同表现。
一、Set回顾
一个不包括重复元素（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。
泥瓦匠的记忆宫殿：
1、不允许包含相同元素
2、判断对象是否相同，根据equals方法
二、HashSet
一个按着Hash算法来存储集合中的元素，其元素值可以是NULL。它不能保证元素的排列顺序。同样，HashSet是不同步的，如果需要多线程访问它的话，可以用 Collections.synchronizedSet 方法来包装它：
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Set
s = Collections.synchronizedSet(new HashSet(...));
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同上一节一样，用迭代器的时候，也要注意 并发修改异常ConcurrentModificationException。
要注意的地方是，HashSet集合判断两个元素相等不单单是equals方法，并且必须hashCode()方法返回值也要相等。看下面的例子：
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import
java.util.HashSet;
class
EuqalsObj
{
public
boolean equals(Object obj)
{
return
true;
}
}
class
HashCodeObj
{
public
int hashCode()
{
return
1;
}
}
class
HashSetObj
{
public
int hashCode()
{
return
2;
}
public
boolean equals(Object obj)
{
return
true;
}
}
public
class HashSetTest
{
public
static void main(String[] args)
{
HashSet
objs = new HashSet();
objs.add(new
EuqalsObj());
objs.add(new
EuqalsObj());
objs.add(new
HashCodeObj());
objs.add(new
HashCodeObj());
objs.add(new
HashSetObj());
objs.add(new
HashSetObj());
System.out.println("HashSet
Elements:");
System.out.print("\t"
+ objs + "\n");
}
}
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Run 一下，控制台如下输出：
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2
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HashSet
Elements:
[HashCodeObj@1,
HashCodeObj@1, HashSetObj@2, EuqalsObj@1471cb25, EuqalsObj@3acff49f]
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泥瓦匠根据结果，一一到来。首先，排列顺序不定。
HashSetObj 类满足我们刚刚的要求，所以集合中只有一个且它的HashCode值为2。
HashCodeObj 类虽然它们HashCode值为1，但是他们不相等。（其实当HashCode值一样，这个存储位置会采用链式结构保存两个HashCodeObj对象。）
同样,EqualsObj 类他们相等，但是他们HashCode值不等，分别为1471cb25、3acff49f。
因此，用HashSet添加可变对象，要注意当对象有可能修改后和其他对象矛盾，这样我们无法从HashSet找到准确我们需要的对象。
三、LinkedHashList
HashSet的子类，也同样有HashCode值来决定元素位置。但是它使用链表维护元素的次序。记住两个字：有序。
有序的妙用，复制。比如泥瓦匠实现一个HashSet无序添加，然后复制一个一样次序的HashSet来。代码如下：
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package
com.sedion.bysocket.collection;
import
java.util.HashSet;
import
java.util.LinkedHashSet;
import
java.util.Set;
public
class LinkedHashListTest
{
public
static void main(String[] args)
{
/*
复制HashSet */
Set
h1 = new HashSet<String>();
h1.add("List");
h1.add("Queue");
h1.add("Set");
h1.add("Map");
System.out.println("HashSet
Elements:");
System.out.print("\t"
+ h1 + "\n");
Set
h2 = copy(h1);
System.out.println("HashSet
Elements After Copy:");
System.out.print("\t"
+ h2 + "\n");
}
@SuppressWarnings({
"rawtypes", "unchecked" })
public
static Set copy(Set set)
{
Set
setCopy = new LinkedHashSet(set);
return
setCopy;
}
}
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Run 一下，控制台输出：
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HashSet
Elements:
[Map,
Queue, Set, List]
HashSet
Elements After Copy:
[Map,
Queue, Set, List]
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可见，每个数据结构都有它存在的理由。
四、TreeSet
TreeSet使用树结构实现（红黑树），集合中的元素进行排序，但是添加、删除和包含的算法复杂度为O（log（n））。
举个例子吧，首先我们定义一个Bird类。（鸟是泥瓦匠最喜欢的动物）
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class
Bird
{
int
size;
public
Bird(int s)
{
size
= s;
}
public
String toString()
{
return
size + "";
}
}
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然后用TreeSet添加Bird类。
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public
class TreeSetTest
{
public
static void main(String[] args)
{
TreeSet<Bird>
bSet = new TreeSet<Bird>();
bSet.add(new
Bird(1));
bSet.add(new
Bird(3));
bSet.add(new
Bird(2));
Iterator<Bird>
iter = bSet.iterator();
while
(iter.hasNext())
{
Bird
bird = (Bird) iter.next();
System.out.println(bird);
}
}
}
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Run一下,控制台输出如下：
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Exception
in thread "main" java.lang.ClassCastException: Bird cannot be cast to java.lang.Comparable
at
java.util.TreeMap.compare(Unknown Source)
at
java.util.TreeMap.put(Unknown Source)
at
java.util.TreeSet.add(Unknown Source)
at
com.sedion.bysocket.collection.TreeSetTest.main(TreeSetTest.java:29)
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答案很明显，TreeSet是排序的。所以Bird需要实现Comparable此接口。
java.lang.Comparable此接口强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。这种排序被称为类的自然排序，类的 compareTo 方法被称为它的自然比较方法。
修改Bird如下：
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class
Bird implements Comparable<Bird>
{
int
size;
public
Bird(int s)
{
size
= s;
}
public
String toString()
{
return
size + "号鸟";
}
@Override
public
int compareTo(Bird o)
{
return
size - o.size;
}
}
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再次Run一下：
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1号鸟
2号鸟
3号鸟
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五、性能测试比较
针对上面三种Set集合，我们对它们的Add方法进行性能测试：
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import
java.util.HashSet;
import
java.util.LinkedHashSet;
import
java.util.Random;
import
java.util.TreeSet;
class
Bird implements Comparable<Bird>
{
int
size;
public
Bird(int s)
{
size
= s;
}
public
String toString()
{
return
size + "号鸟";
}
@Override
public
int compareTo(Bird o)
{
return
size - o.size;
}
}
public
class Set
{
public
static void main(String[] args)
{
Random
r = new Random();
HashSet<Bird>
hashSet = new HashSet<Bird>();
TreeSet<Bird>
treeSet = new TreeSet<Bird>();
LinkedHashSet<Bird>
linkedSet = new LinkedHashSet<Bird>();
//
start time
long
startTime = System.nanoTime();
for
(int i = 0; i < 1000; i++) {
int
x = r.nextInt(1000 - 10) + 10;
hashSet.add(new
Bird(x));
}
//
end time
long
endTime = System.nanoTime();
long
duration = endTime - startTime;
System.out.println("HashSet:
" + duration);
//
start time
startTime
= System.nanoTime();
for
(int i = 0; i < 1000; i++) {
int
x = r.nextInt(1000 - 10) + 10;
treeSet.add(new
Bird(x));
}
//
end time
endTime
= System.nanoTime();
duration
= endTime - startTime;
System.out.println("TreeSet:
" + duration);
//
start time
startTime
= System.nanoTime();
for
(int i = 0; i < 1000; i++) {
int
x = r.nextInt(1000 - 10) + 10;
linkedSet.add(new
Bird(x));
}
//
end time
endTime
= System.nanoTime();
duration
= endTime - startTime;
System.out.println("LinkedHashSet:
" + duration);
}
}
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Run一下，可以在控制台中看出：
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HashSet:
2610998
TreeSet:
3195378
LinkedHashSet:
2673782
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可见，TreeSet因为需要进行比较，所以性能比较差。
六、总结
HashSet：equlas hashcode
LinkedHashSet：链式结构
TreeSet：比较，Comparable接口，性能较差