一、Set集合

  1.Set接口的框架：

  |----Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象
         |----Set接口：存储无序的、不可重复的数据   -->高中讲的“集合”
              |----HashSet：作为Set接口的主要实现类；线程不安全的；可以存储null值
              |----LinkedHashSet：作为HashSet的子类；遍历其内部数据时，可以按照添加的顺序遍历，对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet.
              |----TreeSet：可以按照添加对象的指定属性，进行排序。 

        1. Set接口中没有额外定义新的方法，使用的都是Collection中声明过的方法。
        2. 要求：

                1）向Set(主要指：HashSet、LinkedHashSet)中添加的数据，其所在的类一定要重写hashCode()和equals()
                2）重写的hashCode()和equals()尽可能保持一致性：相等的对象必须具有相等的散列码
                3）重写两个方法的小技巧：对象中用作 equals() 方法比较的 Field，都应该用来计算 hashCode 值。

2.无序性、不可重复性

        1.无序性：-不等于随机性！存储的数据在底层数组中并非按照数组索引的顺序添加，而是根据哈希值

        2.不可重复性：保证添加的元素按照equals（）判断时不能返回true，即相同的元素只能添加一个

三.HashSet原理简析

        我们向HashSet中添加元素a,首先调用元素a所在类的hashCode()方法，计算元素a的哈希值，此哈希值接着通过某种算法计算出在HashSet底层数组中的存放位置（即为：索引位置），我们需要判断： 数组此位置上是否已经有元素？
           

        1.此位置没有其他元素，则元素a添加成功-情况一

        2.此位置上有其他元素b，或以链表形式存在多个元素，则比较元素a与b的hash值，

                   若hash值不相同则添加成功；-情况二

        3.若hash值相同，则调用元素a所在类的equals（）方法：

                    equals() 返回true，则a添加失败

                    equals() 返回false，则a添加成功-情况三

        -对于添加成功的情况2和情况3而言：元素a与已经存在指定索引位置上数据以链表的方式存储。在jdk 8 :原来的元素在数组中，指向元素a。HashSet底层就是数组+链表的结构。

        注：其实Set底层调用了HashMap的结构，只是元素都赋给了key，把value屏蔽掉了，所有元素的value都等于一个new出来的无意义对象。

 四、LinkedHashSet原理简析

        与HashSet类似，不同之处在于，在添加数据的同时，每个数据还添加了两个引用，记录此数据的前一个数据和后一个数据，这使得元素看起来是以插入顺序保存的

五、TreeSet原理简析

        -向TreeSet中添加的数据，必须是相同类的对象

        -如果试图把一个对象添加到 TreeSet 时，则该对象的类必须实现 Comparable 接口

        -TreeSet和后面要讲的TreeMap采用红黑树的存储结构

        -特点：有序，查询速度比List快

        -遍历时要指定排序方式。两种排序方式：自然排序（实现Comparable接口）、定制排序（Comparator）。默认是自然排序

1.自然排序

         比较两个对象是否相同的标准为：compareTo()返回0.不再是equals().

        当需要把一个对象放入 TreeSet 中，重写该对象对应的 equals() 方法时，应保证该方法与 compareTo(Object obj) 方法有一致的结果：如果两个对象通过 equals() 方法比较返回 true，则通过 compareTo(Object obj) 方法比较应返回 0

    //按照姓名从大到小排列,年龄从小到大排列
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if(o instanceof User){
            User user = (User)o;
            int compare = -this.name.compareTo(user.name);//比较名字
            if(compare != 0){
                return compare;
            }else{
                return Integer.compare(this.age,user.age);//名字相等就按年龄排序
            }
        }else{
            throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
        }
 
    }
 
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        System.out.println("User equals()....");
        if (this == o) return true; //是同一个对象
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;//不是一个类的
 
        User user = (User) o;
 
        if (age != user.age) return false;//比较年龄
        return name != null ? name.equals(user.name) : user.name == null;//比较名字
    }
 
    @Override
    public int hashCode() { //return name.hashCode() + age;
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }

为什么计算hashcode的时候乘31呢？

        选择系数的时候要选择尽量大的系数。因为如果计算出来的hash地址越大，所谓的 “冲突”就越少，查找起来效率也会提高。（减少冲突）

        并且31只占用5bits,相乘造成数据溢出的概率较小。

        31可以 由i*31== (i<<5)-1来表示,现在很多虚拟机里面都有做相关优化。（提高算法效率）

        31是一个素数，素数作用就是如果我用一个数字来乘以这个素数，那么最终出来的结果只能被素数本身和被乘数还有1来整除！(减少冲突)

2.定制排序

        比较两个对象是否相同的标准为：compare()返回0.不再是equals().

        如果元素所属的类没有实现Comparable接口，或不希望按照升序(默认情况)的方式排列元素或希望按照 其它属性大小进行排序，则考虑使用定制排序。

        利用int compare(T o1,T o2)方法，比较o1和o2的大小：如果方法返回正整数，则表示o1大于o2；如果返回0，表示相等；返回负整数，表示o1小于o2。

        要实现定制排序，需要将实现Comparator接口的实例作为形参传递给TreeSet的构造器

  //按照年龄从小到大排列
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if(o1 instanceof User && o2 instanceof User){
                    User u1 = (User)o1;
                    User u2 = (User)o2;
                    return Integer.compare(u1.getAge(),u2.getAge());
                }else{
                    throw new RuntimeException("输入的数据类型不匹配");
                }
            }