摘要：當(dāng)復(fù)制集合中的所有元素來創(chuàng)建新的集合時(shí)，要求集合中的所有元素必須是同一個(gè)枚舉類的枚舉值各實(shí)現(xiàn)類的性能分析的性能總比好，特別是最常用的添加查詢元素等操作。因?yàn)樾枰~外的紅黑樹算法來維護(hù)集合元素的次序。在創(chuàng)建時(shí)進(jìn)行，以防對集合的意外非同步訪問

大多時(shí)候使用Set集合時(shí)就是使用HashSet實(shí)現(xiàn)類。HashSet按Hash算法來存儲集合中的元素，因此具有很好的存取和查找性能

HashSet具有以下特點(diǎn)

不能保證元素的排列順序，順序可能與添加順序不同，順序也有可能發(fā)生變化

HashSet不是同步的，如果多個(gè)線程同時(shí)訪問一個(gè)HashSet，假設(shè)有兩個(gè)或兩個(gè)以上線程同時(shí)修改了HashSet集合時(shí)，則必須通過代碼來保證其同步

集合元素值可以是null

HashSet會調(diào)用該對象的hashCode()方法來得到該對象的hashCode()值，然后根據(jù)該hashCode()值決定該對象在HashSet中的存儲位置；HashSet集合判斷兩個(gè)元素相等的標(biāo)準(zhǔn)是兩個(gè)對象通過equals()方法比較相等，并且兩個(gè)對象的hashCode()方法返回值也相等

hash（也被翻譯為哈希、散列）算法的功能：
它能保證快速查找被檢索的對象，hash算法的價(jià)值在于速度。當(dāng)需要查詢集合中某個(gè)元素時(shí)，hash算法可以根據(jù)該元素的hashCode值計(jì)算出該元素的存儲位置，從而快速定位該元素。

為什么不直接使用數(shù)組、還需要使用HashSet？
因?yàn)閿?shù)組元素的索引是連續(xù)的，而且數(shù)組的長度是固定的、無法自由增加數(shù)組的長度。而HashSet采用每個(gè)元素的hashCode值來計(jì)算其存儲位置，從而可以自由增加HashSet的長度，并可以根據(jù)元素的HashCode值來訪問元素。因此，當(dāng)從HashSet中訪問元素時(shí)，HashSet先計(jì)算該元素的hashCode值（調(diào)用該對象的hashCode()方法的返回值），然后直接到該hashCode值對應(yīng)的位置去取出該元素——這就是HashSet速度很快的原因

HashSet中每個(gè)能存儲元素的“槽位”(slot)通常稱為“桶”(bucket)

hashCode()方法的基本重寫規(guī)則

在程序運(yùn)行過程中，同一個(gè)對象多次調(diào)用hashCode()方法應(yīng)該返回相同的值

當(dāng)兩個(gè)對象通過equals()方法比較返回true時(shí)，這兩個(gè)對象的hashCode()方法應(yīng)該返回相等的值

對象中用作equals()方法比較標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)例變量，都應(yīng)該用于計(jì)算hashCode()值

hashCode()方法的基本重寫步驟

把對象內(nèi)每個(gè)有意義的實(shí)例變量（即每個(gè)參與equals()方法比較標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)例變量）計(jì)算出一個(gè)Int類型的hashCode值

用第一步計(jì)算出來的多個(gè)hashCode值組合計(jì)算出一個(gè)hashCode值返回

LinkedHashSet集合根據(jù)元素的hashCode值來決定元素的存儲位置，同時(shí)使用鏈表維護(hù)元素的次序，這樣使得元素看起來是以插入的順序保存的。當(dāng)遍歷LinkedHashSet集合里的元素時(shí)，LinkedHashSet將會按元素的添加順序來訪問集合里的元素

LinkedHashSet需要維護(hù)元素的插入順序，因此性能略低于HashSet的性能，但在迭代訪問Set里的全部元素時(shí)將有很好的性能，因?yàn)樗枣湵韥砭S護(hù)內(nèi)部順序

雖然LinkedHashSet使用了鏈表記錄集合元素的添加順序，但LinkedHashSet依然是HashSet，因此不允許集合元素重復(fù)

TreeSet是SortedSet接口的實(shí)現(xiàn)類，可以確保集合元素處于排序狀態(tài)。根據(jù)元素實(shí)際值的大小進(jìn)行排序

TreeSet的額外方法

Comparator comparator()：如果TreeSet采用了定制排序，則該方法返回定制排序所使用的Comparator；如果TreeSet采用了自然排序，則返回null

Object first()：返回集合中的第一個(gè)元素

Object last()：返回集合中的最后一個(gè)元素

Object lower(Object e)：返回集合中位于指定元素之前的元素（即小于指定元素的最大元素，參考元素不需要是TreeSet集合里的元素）

Object higher(Object e)：返回集合中位于指定元素之后的元素（即大于指定元素的最小元素，參考元素不需要是TreeSet集合里的元素）

SortedSet subSet(Object fromElement, Object toElement)：返回此Set的子集，范圍從fromElement（包括）到toElement（不包括）

SortedSet headSet(Object toElement)：返回此Set的子集，由小于toElement的元素組成

SortedSet tailSet(Object fromElement)：返回此Set的子集，由大于或等于fromElement的元素組成

HashSet采用hash算法來決定元素的存儲位置，TreeSet采用紅黑樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲集合元素。

TreeSet支持兩種排序方法。在默認(rèn)情況下，TreeSet采用自然排序

import java.util.*;

public class TreeSetTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        TreeSet nums = new TreeSet();
        // 向TreeSet中添加四個(gè)Integer對象
        nums.add(5);
        nums.add(2);
        nums.add(10);
        nums.add(-9);
        // 輸出集合元素，看到集合元素已經(jīng)處于排序狀態(tài)
        System.out.println(nums);
        // 輸出集合里的第一個(gè)元素
        System.out.println(nums.first()); // 輸出-9
        // 輸出集合里的最后一個(gè)元素
        System.out.println(nums.last());  // 輸出10
        // 返回小于4的子集，不包含4
        System.out.println(nums.headSet(4)); // 輸出[-9, 2]
        // 返回大于5的子集，如果Set中包含5，子集中還包含5
        System.out.println(nums.tailSet(5)); // 輸出 [5, 10]
        // 返回大于等于-3，小于4的子集。
        System.out.println(nums.subSet(-3 , 4)); // 輸出[2]
    }
}

TreeSet會調(diào)用集合元素的compareTo(Object obj)方法來比較元素之間的大小關(guān)系，然后將集合元素按升序排列，這種方式就是自然排列

compareTo(Object obj)方法返回一個(gè)整數(shù)值，實(shí)現(xiàn)該接口的類必須實(shí)現(xiàn)該方法，實(shí)現(xiàn)了該接口的類的對象就可以比較大小。當(dāng)一個(gè)對象調(diào)用該方法與另一個(gè)對象進(jìn)行比較時(shí)，例如obj1.compareTo(obj2)，如果該方法返回0，則表明這兩個(gè)對象相等；如果該方法返回一個(gè)正整數(shù)，則表明obj1大于obj2；如果該方法返回一個(gè)負(fù)整數(shù)，則表明obj1小于obj2

實(shí)現(xiàn)了Comparable接口的常用類

BigDecimal、BigInteger以及所有的數(shù)組型對應(yīng)的包裝類：按它們對應(yīng)的數(shù)組大小進(jìn)行比較

Character：按字符的UNICODE值進(jìn)行比較

Boolean：true對應(yīng)的包裝類實(shí)例大于false對應(yīng)的包裝類實(shí)例

String：按字符串中字符的UNICODE值進(jìn)行比較

Date、Time：后面的時(shí)間、日期比前面的時(shí)間、日期大

一個(gè)對象添加到TreeSet時(shí)，則該對象的類必須實(shí)現(xiàn)Comparable接口，否則程序?qū)伋霎惓?/p>

import java.util.TreeSet;

class Error{ }
public class TreeSetErrorTest 
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        TreeSet treeSet = new TreeSet<>();
        treeSet.add(new Error());
        treeSet.add(new Error());        //①
    }
}

添加第一個(gè)對象時(shí)，TreeSet里沒有任何元素，所以不會出現(xiàn)任何問題；當(dāng)添加第二個(gè)Error對象時(shí)，TreeSet就會調(diào)用該對象的compareTo(Object obj)方法與集合中的其他元素進(jìn)行比較——如果其對應(yīng)的類沒有實(shí)現(xiàn)Comparable接口，則會引發(fā)ClassCastException異常

向TreeSet集合中添加元素時(shí)，只有第一個(gè)元素?zé)o須實(shí)現(xiàn)Comparable接口，后面添加的所有元素都必須實(shí)現(xiàn)Comparable接口
把一個(gè)對象添加到TreeSet集合時(shí)，TreeSet會調(diào)用該對象的compareTo(Object obj)方法與集合中的其他元素進(jìn)行比較。向TreeSet中添加的應(yīng)該是同一個(gè)類的對象，否則也會引發(fā)ClassCastException異常

如果希望TreeSet能正常運(yùn)行，TreeSet只能添加同一種類型的對象

當(dāng)把一個(gè)對象加入TreeSet集合中時(shí)，TreeSet調(diào)用該對象的compareTo(Object obj)方法與容器中的其他對象比較大小，然后根據(jù)紅黑樹結(jié)構(gòu)找到它的存儲位置。如果兩個(gè)對象通過compareTo(Object obj)方法比較相等，新對象將無法添加到TreeSet集合中

TreeSet的自然排序是根據(jù)集合元素的大小，TreeSet將它們以升序排列。如果需要實(shí)現(xiàn)定制排序，例如以降序排列，則可以通過Comparator接口的幫助。

class M
{
    int age;
    public M(int age)
    {
        this.age = age;
    }
    public String toString()
    {
        return "M[age:" + age + "]";
    }
}
public class TreeSetTest4
{
    public static void main(String[] args)
    {
        // 此處Lambda表達(dá)式的目標(biāo)類型是Comparator
        TreeSet ts = new TreeSet((o1 , o2) ->
        {
            M m1 = (M)o1;
            M m2 = (M)o2;
            // 根據(jù)M對象的age屬性來決定大小，age越大，M對象反而越小
            return m1.age > m2.age ? -1
                : m1.age < m2.age ? 1 : 0;
        });
        ts.add(new M(5));
        ts.add(new M(-3));
        ts.add(new M(9));
        System.out.println(ts);
    }
}

EnumSet是一個(gè)專為枚舉類設(shè)計(jì)的集合類，EnumSet中的所有元素都必須是指定枚舉類型的枚舉值，該枚舉類型在創(chuàng)建EnumSet時(shí)顯式或隱式地指定。EnumSet的集合元素也是有序的，EnumSet以枚舉值在Enum類內(nèi)的定義順序來決定集合元素的順序

EnumSet在內(nèi)部以位向量的形式存儲，EnumSet對象占用內(nèi)存很小，運(yùn)行效率很好。尤其是進(jìn)行批量操作（如調(diào)用containsAll()和retainAll()方法）時(shí)，如果其參數(shù)也是EnumSet集合，則該批量操作的執(zhí)行速度也非常快

EnumSet集合不允許加入null元素，否則拋出NullPointException異常

EnumSet沒有暴露任何構(gòu)造器來創(chuàng)建該類的實(shí)例，應(yīng)通過其提供的類方法來創(chuàng)建EnumSet對象

EnumSet allOf(Class elementType): 創(chuàng)建一個(gè)包含指定枚舉類里所有枚舉值的EnumSet集合

EnumSet complementOf(EnumSet e): 創(chuàng)建一個(gè)其元素類型與指定EnumSet里元素類型相同的EnumSet集合，新EnumSet集合包含原EnumSet集合所不包含的、此類枚舉類剩下的枚舉值（即新EnumSet集合和原EnumSet集合的集合元素加起來是該枚舉類的所有枚舉值）

EnumSet copyOf(Collection c): 使用一個(gè)普通集合來創(chuàng)建EnumSet集合

EnumSet copyOf(EnumSet e): 創(chuàng)建一個(gè)指定EnumSet具有相同元素類型、相同集合元素的EnumSet集合

EnumSet noneOf(Class elementType): 創(chuàng)建一個(gè)元素類型為指定枚舉類型的空EnumSet

EnumSet of(E first,E…rest): 創(chuàng)建一個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)枚舉值的EnumSet集合，傳入的多個(gè)枚舉值必須屬于同一個(gè)枚舉類

EnumSet range(E from,E to): 創(chuàng)建一個(gè)包含從from枚舉值到to枚舉值范圍內(nèi)所有枚舉值的EnumSet集合

enum Season
{
    SPRING,SUMMER,FALL,WINTER
}
public class EnumSetTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        // 創(chuàng)建一個(gè)EnumSet集合，集合元素就是Season枚舉類的全部枚舉值
        EnumSet es1 = EnumSet.allOf(Season.class);
        System.out.println(es1); // 輸出[SPRING,SUMMER,FALL,WINTER]
        // 創(chuàng)建一個(gè)EnumSet空集合，指定其集合元素是Season類的枚舉值。
        EnumSet es2 = EnumSet.noneOf(Season.class);
        System.out.println(es2); // 輸出[]
        // 手動添加兩個(gè)元素
        es2.add(Season.WINTER);
        es2.add(Season.SPRING);
        System.out.println(es2); // 輸出[SPRING,WINTER]
        // 以指定枚舉值創(chuàng)建EnumSet集合
        EnumSet es3 = EnumSet.of(Season.SUMMER , Season.WINTER);
        System.out.println(es3); // 輸出[SUMMER,WINTER]
        EnumSet es4 = EnumSet.range(Season.SUMMER , Season.WINTER);
        System.out.println(es4); // 輸出[SUMMER,FALL,WINTER]
        // 新創(chuàng)建的EnumSet集合的元素和es4集合的元素有相同類型，
        // es5的集合元素 + es4集合元素 = Season枚舉類的全部枚舉值
        EnumSet es5 = EnumSet.complementOf(es4);
        System.out.println(es5); // 輸出[SPRING]
    }
}

EnumSet可以復(fù)制另一個(gè)EnumSet集合中的所有元素來創(chuàng)建新的EnumSet集合，或者復(fù)制另一個(gè)Collection集合中的所有元素來創(chuàng)建新的EnumSet集合。當(dāng)復(fù)制Collection集合中的所有元素來創(chuàng)建新的EnumSet集合時(shí)，要求Collection集合中的所有元素必須是同一個(gè)枚舉類的枚舉值

HashSet的性能總比TreeSet好，特別是最常用的添加、查詢元素等操作。因?yàn)門reeSet需要額外的紅黑樹算法來維護(hù)集合元素的次序。只有當(dāng)需要保持排序的Set時(shí)，才應(yīng)該使用TreeSet，否則都應(yīng)該使用HashSet

LinkedHashSet是HashSet的一個(gè)子類，對于普通的插入、刪除操作，LinkedHashSet比HashSet要略微滿意的，這是由維護(hù)鏈表所帶來的額外開銷所造成的，但由于有了鏈表，遍歷LinkedHashSet會更快

EnumSet是所有Set實(shí)現(xiàn)類中性能最好的，但它只能保存同一個(gè)枚舉的枚舉值作為集合元素

HashSet、TreeSet、EnumSet都是線程不安全的，如果有多個(gè)線程同時(shí)訪問一個(gè)Set集合，并且有超過一個(gè)線程修改了該Set集合，則必須手動保證該Set集合的同步性。通常可以通過Collections工具類的synchronizedSortedSet方法來“包裝”該Set集合。在創(chuàng)建時(shí)進(jìn)行，以防對Set集合的意外非同步訪問

SortedSet s = Collections.synchronizedSortedSet(new TreeSet(...));