Java Set 集合：HashSet、LinkedHashSet 与 TreeSet 核心解析

Student{name='小王', age=18} Student{name='小张', age=20} Student{name='小李', age=19}
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Student{name='小王', age=18} Student{name='小李', age=19} Student{name='小张', age=20} 进程已结束，退出代码为 0

TreeSet

TreeSet 是底层用红黑树作为数据结构的 Set 实现类。众所周知，红黑树是二叉搜索平衡树，因此 TreeSet 的增删查改的效率都很高，并且 TreeSet 存储的元素是有序的。

树这一数据结构要求存储的元素需要能够比较，因此 TreeSet 存储的对象也需要支持比较。

在 Java 中，自定义类要支持比较，需要实现一个 Comparable 的接口，并重写 compareTo 方法。

public class App2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 5 个 Student 对象
        Student s1 = new Student("xiaoWang", 18);
        Student s2 = new Student("xiaoaLi", 18);
        // 与上一个对象年龄相同，名字不同
        Student s3 = new Student("xiaoaLi", 20);
        // 与上一个对象年龄不同，名字相同
        Student s4 = new Student("xiaoaLi", 20);
        // 与上一个对象年龄相同，名字相同
        Student s5 = new Student("liHua", 17);
        // 创建一个 TreeSet，按顺序逐一添加 5 个 Student 对象
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>();
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        // 添加重复对象
        ts.add(s5);
        for (Student s : ts) {
            // 遍历集合，打印出的对象按照 compareTo() 方法定义的比较规则排序
            System.out.println(s);
        }
    }
}

终端结果，TreeSet 遍历打印出的结果，是按照 compareTo() 方法定义的比较规则排序。

Student{name='liHua', age=17}
Student{name='xiaoWang', age=18}
Student{name='xiaoaLi', age=18}
Student{name='xiaoaLi', age=20} 进程已结束，退出代码为 0

存储的 Student 类实现 Comparable 接口，重写 compareTo 方法定义对象之间比较的规则。

public class Student implements Comparable<Student> {
    // 其他代码
    // ...
    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        /* 比较规则：若年龄不相同，则年龄大的更大
         若年龄相同，则名字字符串大的更大
         否则（年龄和名字相同），则两者相等 */
        if (this.age != o.age) {
            return this.age - o.age;
        } else {
            return this.name.compareTo(o.name);
        }
    }
}

有些情况，我们需要使用第三方的类（比如 String 类）进行比较，我们没办法修改第三方类让它实现 Comparable 接口，重写 compareTo 方法。

因此，Java 还提供了一种在创建 TreeSet 时，传入一个 Comparator 比较器对象的方法。比如：

// 使用 Comparator 按姓名长度排序
TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Student>() {
    @Override
    public int compare(Student s1, Student s2) {
        return s1.getName().length() - s2.getName().length();
    }
});