非线程安全容器 - Set - 《并发编程》

HashSet
TreeSet

set 集合独一无二，不会存在重复的元素，用于存储无序元素（存如和取出）。

HashSet

线程不安全，存取速度快。底层是以 hash 表实现的。

1. 成员变量

首先了解下 HashSet 的成员变量:

private transient HashMap<E,Object> map;
// Dummy value to associate with an Object in the backing Map
private static final Object PRESENT = new Object();

发现主要就两个变量:

map ：用于存放最终数据的。
PRESENT ：是所有写入 map 的 value 值。

2. 构造函数

public HashSet() {
    map = new HashMap<>();
}
public HashSet(int initialCapacity) {
    map = new HashMap<>(initialCapacity);
}
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
    map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}

构造函数很简单，利用了 HashMap 初始化了 map 。

3. add

public boolean add(E e) {
    return map.put(e, PRESENT)==null;
}

比较关键的就是这个 add() 方法。可以看出它是将存放的对象当做了 HashMap 的健，value 都是相同的 PRESENT 。由于 HashMap 的 key 是不能重复的，所以每当有重复的值写入到 HashSet 时，value 会被覆盖，但 key 不会受到影响，这样就保证了 HashSet 中只能存放不重复的元素。

4. 判断重复

HashSet会通过元素的 hashcode() 和 equals() 方法进行判断元素师否重复。当你试图把对象加入 HashSet 时，先会和集合中的其他值比较 hashcode，如果不一致，则认为对象不相等；如果一致，再用 equals 比较，如果为true，则认为重复不能加入，如果为false，则可以加入。

图1：hashcode 值不相同时
图2：hashcode 值相同时

通过 hashCode 值来确定元素在内存中的位置。一个 hashCode 位置上可以存放多个元素。

HashSet 和 ArrayList 集合都有判断元素是否相同的方法: boolean contains(Object o) ，HashSet 使用**hashCode** 和 **equals** 方法，而 **ArrayList** 使用了 **equals** 方法。

TreeSet

唯一且有序。红-黑树的数据结构，默认对元素进行自然排序（String）。如果在比较的时候两个对象返回值为0，那么元素重复。

Integer 和 String 对象都可以进行默认的 TreeSet 排序，而自定义类的对象是不可以的，自己定义的类必须实现 Comparable 接口，并且覆写相应的 compareTo()函数，才可以正常使用。

1. 红黑树

红黑树是一种特定类型的二叉树。算法规则：做小右大。

2. TreeSet 排序的两种方式

比较器接口


----| Comparable
               compareTo(Object o)     元素自身具备比较性
----| Comparator
               compare( Object o1, Object o2 )    给容器传入比较器

1. 让元素自身具有比较性

让元素实现 Comparable 接口，覆盖 compareTo 方法。这种方式称为元素的自然排序，也可以称为默认排序。

示例：
person 类

@Data
public class Person implements Comparable{
    private String name;
    private Integer age;
    private String gender;

    public Person(String name, Integer age, String gender) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.gender = gender;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return name.hashCode() + age * 37;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        System.err.println(this + "equals :" + obj);
        if (!(obj instanceof Person)) {
            return false;
        }
        Person p = (Person) obj;
        return this.name.equals(p.name) && this.age.equals(p.age);

    }

    /**
     * 先比较年龄，再比较姓名
     * @param o
     * @return
     */
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        Person p = (Person) o;
        System.out.println(this+" compareTo:"+p);
        if (this.age > p.age) {
            return 1;
        }
        if (this.age < p.age) {
            return -1;
        }
        return this.name.compareTo(p.name);
    }
}

main 方法

public static void main(String[] args) {
    TreeSet ts = new TreeSet();
    ts.add(new Person("aa", 20, "男"));
    ts.add(new Person("bb", 18, "女"));
    ts.add(new Person("cc", 17, "男"));
    ts.add(new Person("dd", 17, "女"));
    ts.add(new Person("dd", 15, "女"));
    ts.add(new Person("dd", 15, "女"));
    System.out.println(ts);
    System.out.println(ts.size());
}

结果：

[Person(name=dd, age=15, gender=女), Person(name=cc, age=17, gender=男), Person(name=dd, age=17, gender=女), Person(name=bb, age=18, gender=女), Person(name=aa, age=20, gender=男)] 5

2. 让容器自身具有比较性，自定义比较器

自定义一个比较器实现 Comparator 接口，覆盖 compare 方法；将自定义的比较器传递给TreeSet集合的构造函数。

注意：当Comparable比较方式，及Comparator比较方式同时存在，以Comparator

定义一个 model 类

@Data
public class Book {
    private String name;
    private double price;

    public Book(String name, double price) {
        this.name = name;
        this.price = price;
    }
}

自定义一个比较器

public class MyComparator implements Comparator {
    @Override
    public int compare(Object o1, Object o2) {
        Book b1 = (Book) o1;
        Book b2 = (Book) o2;
        System.out.println(b1+" comparator "+b2);
        if (b1.getPrice() > b2.getPrice()) {
            return 1;
        }
        if (b1.getPrice() < b2.getPrice()) {
            return -1;
        }
        return b1.getName().compareTo(b2.getName());
    }
}

将自定义的比较器实例传给 TreeSet 集合

TreeSet ts = new TreeSet(new MyComparator());
ts.add(new Book("think in java", 100));
ts.add(new Book("java 核心技术", 75));
ts.add(new Book("现代操作系统", 50));
ts.add(new Book("java就业教程", 35));
ts.add(new Book("think in java", 100));
ts.add(new Book("ccc in java", 100));
System.out.println(ts);

注意：比较此对象与指定对象的顺序。如果该对象小于、等于或大于指定对象，则分别返回负整
数、零或正整数。

3. LinkedHashSet

会保存插入的顺序。它继承与 HashSet、又基于 LinkedHashMap 来实现的。LinkedHashSet 底层使用 LinkedHashMap 来保存所有元素，它继承与 HashSet，其所有的方法操作上又与 HashSet 相同。