龙岗网站优化,开原 铁岭网站建设,吉林省建设厅官方网站,内部网站建设要求#x1f4da; Java 23 集合框架详解#xff1a;Set 接口及实现类#xff08;HashSet、TreeSet、LinkedHashSet#xff09; #x1f4d6; 概述
Set 是 Java 集合框架中用于存储 无序、不重复元素 的接口。它的实现类包括 HashSet、TreeSet 和 LinkedHashSet#xff0c;它… Java 23 集合框架详解Set 接口及实现类HashSet、TreeSet、LinkedHashSet 概述
Set 是 Java 集合框架中用于存储 无序、不重复元素 的接口。它的实现类包括 HashSet、TreeSet 和 LinkedHashSet它们在底层数据结构、排序规则和性能特性上存在显著差异。
本文将详细介绍 Set 接口及其实现类 的使用案例、底层实现、性能优化方案、多线程优化及注意事项。 ️ 1. Set 接口的常用实现类
实现类底层数据结构排序方式是否允许 null线程安全性HashSet哈希表无序允许否TreeSet红黑树自然顺序/自定义排序不允许否LinkedHashSet哈希表 双向链表按插入顺序允许否 2. HashSet 详解
✅ 2.1 特点
基于哈希表实现元素按 哈希值 存储存取效率高。不保证元素顺序。允许存储一个 null 值。插入、删除、查找操作的平均时间复杂度为 O(1)。 2.2 使用案例
import java.util.HashSet;public class HashSetExample {public static void main(String[] args) {HashSetString set new HashSet();set.add(Alice);set.add(Bob);set.add(Charlie);// 尝试添加重复元素set.add(Alice);// 遍历set.forEach(System.out::println);}
}输出
Alice
Bob
Charlie2.3 优化方案
指定初始容量和负载因子HashSetString set new HashSet(16, 0.75f);避免频繁扩容设置合适的初始容量减少性能开销。 ⚠️ 2.4 多线程优化
HashSet 是 线程不安全的可以使用 Collections.synchronizedSet() 方法或 ConcurrentHashMap 来实现线程安全。
import java.util.Collections;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;public class SynchronizedHashSetExample {public static void main(String[] args) {SetString synchronizedSet Collections.synchronizedSet(new HashSet());synchronizedSet.add(Alice);synchronizedSet.add(Bob);synchronized (synchronizedSet) {synchronizedSet.forEach(System.out::println);}}
}3. TreeSet 详解
✅ 3.1 特点
基于红黑树实现元素按 自然顺序 或 自定义顺序 排序。不允许存储 null 值。插入、删除、查找操作的时间复杂度为 O(log n)。 3.2 使用案例
import java.util.TreeSet;public class TreeSetExample {public static void main(String[] args) {TreeSetInteger set new TreeSet();set.add(20);set.add(10);set.add(30);// 遍历set.forEach(System.out::println);}
}输出
10
20
30使用自定义排序
import java.util.TreeSet;
import java.util.Comparator;public class CustomTreeSetExample {public static void main(String[] args) {TreeSetString set new TreeSet(Comparator.reverseOrder());set.add(Alice);set.add(Bob);set.add(Charlie);set.forEach(System.out::println);}
}输出
Charlie
Bob
Alice3.3 优化方案
避免使用 null 值因为 TreeSet 不允许存储 null。选择合适的排序规则根据业务需求使用 自然顺序 或 自定义排序。 ⚠️ 3.4 多线程优化
TreeSet 是 线程不安全的可以使用 Collections.synchronizedSet() 来实现线程安全。
import java.util.Collections;
import java.util.TreeSet;
import java.util.Set;public class SynchronizedTreeSetExample {public static void main(String[] args) {SetInteger synchronizedSet Collections.synchronizedSet(new TreeSet());synchronizedSet.add(10);synchronizedSet.add(20);synchronized (synchronizedSet) {synchronizedSet.forEach(System.out::println);}}
}4. LinkedHashSet 详解
✅ 4.1 特点
基于哈希表和双向链表实现。保留元素的插入顺序。允许存储一个 null 值。 4.2 使用案例
import java.util.LinkedHashSet;public class LinkedHashSetExample {public static void main(String[] args) {LinkedHashSetString set new LinkedHashSet();set.add(Alice);set.add(Bob);set.add(Charlie);// 遍历set.forEach(System.out::println);}
}输出
Alice
Bob
Charlie4.3 优化方案
使用 LinkedHashSet 时考虑内存占用问题因为双向链表会占用更多内存。适用于需要按插入顺序遍历的场景。 ⚠️ 4.4 多线程优化
LinkedHashSet 是 线程不安全的可以使用 Collections.synchronizedSet() 来实现线程安全。
import java.util.Collections;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Set;public class SynchronizedLinkedHashSetExample {public static void main(String[] args) {SetString synchronizedSet Collections.synchronizedSet(new LinkedHashSet());synchronizedSet.add(Alice);synchronizedSet.add(Bob);synchronized (synchronizedSet) {synchronizedSet.forEach(System.out::println);}}
}5. 三者对比总结
特性HashSetTreeSetLinkedHashSet底层数据结构哈希表红黑树哈希表 双向链表是否允许 null是否是排序方式无序自然顺序/自定义排序插入顺序插入/删除性能O(1)O(log n)O(1)适用场景快速查找和去重排序数据集保留插入顺序 6. 选择指南
场景推荐实现类快速查找和去重HashSet需要排序的集合TreeSet需要保留插入顺序的集合LinkedHashSet ⚙️ 7. 总结
HashSet 适用于 快速查找和去重 的场景。TreeSet 适用于 需要排序的集合。LinkedHashSet 适用于 需要保留插入顺序的集合。
