SetDemo
文件信息
- 📄 原文件：
SetDemo.java - 🔤 语言：java
Java Set 集合 本文件介绍 Java 中的 Set 接口及其实现类。
完整代码
java
import java.util.*;
/**
* ============================================================
* Java Set 集合
* ============================================================
* 本文件介绍 Java 中的 Set 接口及其实现类。
* ============================================================
*/
public class SetDemo {
public static void main(String[] args) {
hashSetDemo();
linkedHashSetDemo();
treeSetDemo();
setOperations();
enumSetDemo();
}
/**
* ============================================================
* 1. HashSet
* ============================================================
*/
public static void hashSetDemo() {
System.out.println("=".repeat(60));
System.out.println("1. HashSet");
System.out.println("=".repeat(60));
// 【创建 HashSet】
Set<String> set = new HashSet<>();
// 【添加元素】
System.out.println("--- 添加元素 ---");
set.add("apple");
set.add("banana");
set.add("cherry");
System.out.println("添加后: " + set);
// 重复元素不会被添加
boolean added = set.add("apple");
System.out.println("再次添加 apple: " + added); // false
System.out.println("Set: " + set); // 仍然只有一个 apple
// 【批量添加】
set.addAll(List.of("date", "elderberry"));
System.out.println("addAll: " + set);
// 【检查元素】
System.out.println("\n--- 检查元素 ---");
System.out.println("contains(\"apple\"): " + set.contains("apple"));
System.out.println("contains(\"fig\"): " + set.contains("fig"));
System.out.println("size(): " + set.size());
System.out.println("isEmpty(): " + set.isEmpty());
// 【删除元素】
System.out.println("\n--- 删除元素 ---");
boolean removed = set.remove("banana");
System.out.println("remove(\"banana\"): " + removed);
System.out.println("删除后: " + set);
// 【HashSet 特性】
System.out.println("\n【HashSet 特性】");
System.out.println(" - 基于 HashMap 实现");
System.out.println(" - 不允许重复元素");
System.out.println(" - 允许 null 元素");
System.out.println(" - 无序");
System.out.println(" - O(1) 的增删查（平均）");
System.out.println(" - 非线程安全");
// 【null 元素】
System.out.println("\n--- null 元素 ---");
set.add(null);
System.out.println("添加 null 后: " + set);
}
/**
* ============================================================
* 2. LinkedHashSet
* ============================================================
*/
public static void linkedHashSetDemo() {
System.out.println("\n" + "=".repeat(60));
System.out.println("2. LinkedHashSet");
System.out.println("=".repeat(60));
// 【保持插入顺序】
System.out.println("--- 保持插入顺序 ---");
Set<String> linkedSet = new LinkedHashSet<>();
linkedSet.add("c");
linkedSet.add("a");
linkedSet.add("b");
System.out.println("LinkedHashSet: " + linkedSet); // [c, a, b]
// 对比 HashSet
Set<String> hashSet = new HashSet<>();
hashSet.add("c");
hashSet.add("a");
hashSet.add("b");
System.out.println("HashSet: " + hashSet); // 顺序不确定
// 【遍历顺序一致】
System.out.println("\n--- 遍历顺序 ---");
System.out.print("遍历 LinkedHashSet: ");
for (String s : linkedSet) {
System.out.print(s + " ");
}
System.out.println();
// 【LinkedHashSet 特性】
System.out.println("\n【LinkedHashSet 特性】");
System.out.println(" - 基于 LinkedHashMap 实现");
System.out.println(" - 保持插入顺序");
System.out.println(" - 性能略低于 HashSet");
System.out.println(" - 适合需要保持顺序的场景");
}
/**
* ============================================================
* 3. TreeSet
* ============================================================
*/
public static void treeSetDemo() {
System.out.println("\n" + "=".repeat(60));
System.out.println("3. TreeSet");
System.out.println("=".repeat(60));
// 【自然排序】
System.out.println("--- 自然排序 ---");
Set<Integer> treeSet = new TreeSet<>();
treeSet.add(5);
treeSet.add(1);
treeSet.add(3);
treeSet.add(2);
treeSet.add(4);
System.out.println("TreeSet: " + treeSet); // [1, 2, 3, 4, 5]
// 【自定义排序】
System.out.println("\n--- 自定义排序（降序）---");
Set<Integer> descSet = new TreeSet<>(Comparator.reverseOrder());
descSet.addAll(List.of(5, 1, 3, 2, 4));
System.out.println("降序: " + descSet); // [5, 4, 3, 2, 1]
// 【字符串排序】
System.out.println("\n--- 字符串排序 ---");
Set<String> strSet = new TreeSet<>();
strSet.addAll(List.of("cherry", "apple", "banana"));
System.out.println("字符串自然排序: " + strSet);
// 按长度排序
Set<String> byLength = new TreeSet<>(Comparator.comparingInt(String::length));
byLength.addAll(List.of("cherry", "apple", "banana", "fig"));
System.out.println("按长度排序: " + byLength); // 注意：长度相同的会被去重
// 【导航方法】
System.out.println("\n--- 导航方法 ---");
TreeSet<Integer> navSet = new TreeSet<>(List.of(1, 3, 5, 7, 9));
System.out.println("TreeSet: " + navSet);
System.out.println("first(): " + navSet.first());
System.out.println("last(): " + navSet.last());
System.out.println("lower(5): " + navSet.lower(5)); // < 5 的最大元素
System.out.println("higher(5): " + navSet.higher(5)); // > 5 的最小元素
System.out.println("floor(4): " + navSet.floor(4)); // <= 4 的最大元素
System.out.println("ceiling(4): " + navSet.ceiling(4)); // >= 4 的最小元素
// 【子集】
System.out.println("\n--- 子集 ---");
System.out.println("subSet(3, 7): " + navSet.subSet(3, 7)); // [3, 5)
System.out.println("headSet(5): " + navSet.headSet(5)); // < 5
System.out.println("tailSet(5): " + navSet.tailSet(5)); // >= 5
// 【弹出元素】
System.out.println("\n--- 弹出元素 ---");
TreeSet<Integer> popSet = new TreeSet<>(List.of(1, 2, 3, 4, 5));
System.out.println("pollFirst(): " + popSet.pollFirst()); // 弹出最小
System.out.println("pollLast(): " + popSet.pollLast()); // 弹出最大
System.out.println("剩余: " + popSet);
// 【TreeSet 特性】
System.out.println("\n【TreeSet 特性】");
System.out.println(" - 基于 TreeMap（红黑树）实现");
System.out.println(" - 元素有序（自然排序或自定义排序）");
System.out.println(" - 不允许 null（使用自然排序时）");
System.out.println(" - O(log n) 的增删查");
}
/**
* ============================================================
* 4. Set 集合运算
* ============================================================
*/
public static void setOperations() {
System.out.println("\n" + "=".repeat(60));
System.out.println("4. Set 集合运算");
System.out.println("=".repeat(60));
Set<Integer> set1 = new HashSet<>(List.of(1, 2, 3, 4, 5));
Set<Integer> set2 = new HashSet<>(List.of(4, 5, 6, 7, 8));
System.out.println("set1: " + set1);
System.out.println("set2: " + set2);
// 【并集】
System.out.println("\n--- 并集 (Union) ---");
Set<Integer> union = new HashSet<>(set1);
union.addAll(set2);
System.out.println("set1 ∪ set2 = " + union);
// 【交集】
System.out.println("\n--- 交集 (Intersection) ---");
Set<Integer> intersection = new HashSet<>(set1);
intersection.retainAll(set2);
System.out.println("set1 ∩ set2 = " + intersection);
// 【差集】
System.out.println("\n--- 差集 (Difference) ---");
Set<Integer> difference = new HashSet<>(set1);
difference.removeAll(set2);
System.out.println("set1 - set2 = " + difference);
// 【对称差集】
System.out.println("\n--- 对称差集 (Symmetric Difference) ---");
Set<Integer> symDiff = new HashSet<>(set1);
symDiff.addAll(set2);
Set<Integer> temp = new HashSet<>(set1);
temp.retainAll(set2);
symDiff.removeAll(temp);
System.out.println("set1 △ set2 = " + symDiff);
// 【子集检查】
System.out.println("\n--- 子集检查 ---");
Set<Integer> small = new HashSet<>(List.of(2, 3));
System.out.println("small: " + small);
System.out.println("set1.containsAll(small): " + set1.containsAll(small));
// 【不可变 Set】
System.out.println("\n--- 不可变 Set ---");
Set<String> immutable = Set.of("a", "b", "c");
System.out.println("Set.of(): " + immutable);
// immutable.add("d"); // UnsupportedOperationException
Set<String> copyOf = Set.copyOf(List.of("x", "y", "z", "x")); // 去重
System.out.println("Set.copyOf(): " + copyOf);
// 【遍历 Set】
System.out.println("\n--- 遍历 Set ---");
Set<String> fruits = Set.of("apple", "banana", "cherry");
// for-each
System.out.print("for-each: ");
for (String fruit : fruits) {
System.out.print(fruit + " ");
}
System.out.println();
// forEach
System.out.print("forEach: ");
fruits.forEach(f -> System.out.print(f + " "));
System.out.println();
// Stream
System.out.print("Stream: ");
fruits.stream()
.filter(f -> f.length() > 5)
.forEach(f -> System.out.print(f + " "));
System.out.println();
}
/**
* ============================================================
* 5. EnumSet
* ============================================================
*/
public static void enumSetDemo() {
System.out.println("\n" + "=".repeat(60));
System.out.println("5. EnumSet");
System.out.println("=".repeat(60));
// 【创建 EnumSet】
System.out.println("--- 创建 EnumSet ---");
// 包含所有枚举值
Set<Day> allDays = EnumSet.allOf(Day.class);
System.out.println("allOf: " + allDays);
// 空集
Set<Day> noDays = EnumSet.noneOf(Day.class);
System.out.println("noneOf: " + noDays);
// 指定元素
Set<Day> weekend = EnumSet.of(Day.SATURDAY, Day.SUNDAY);
System.out.println("of: " + weekend);
// 范围
Set<Day> weekdays = EnumSet.range(Day.MONDAY, Day.FRIDAY);
System.out.println("range: " + weekdays);
// 补集
Set<Day> notWeekend = EnumSet.complementOf(EnumSet.of(Day.SATURDAY, Day.SUNDAY));
System.out.println("complementOf: " + notWeekend);
// 【EnumSet 操作】
System.out.println("\n--- EnumSet 操作 ---");
EnumSet<Day> myDays = EnumSet.noneOf(Day.class);
myDays.add(Day.MONDAY);
myDays.add(Day.WEDNESDAY);
myDays.add(Day.FRIDAY);
System.out.println("工作日: " + myDays);
// 检查
System.out.println("包含周一: " + myDays.contains(Day.MONDAY));
System.out.println("是工作日子集: " + weekdays.containsAll(myDays));
// 【EnumSet 特性】
System.out.println("\n【EnumSet 特性】");
System.out.println(" - 专门用于枚举类型的 Set");
System.out.println(" - 内部使用位向量实现，极其高效");
System.out.println(" - 元素按枚举声明顺序排列");
System.out.println(" - 不允许 null");
System.out.println(" - 比 HashSet 更快、更节省内存");
}
}
/**
* 星期枚举 - 用于 EnumSet 演示
*/
enum Day {
MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY
}
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