Java集合的排序和HashCode方法详解

Set集合的排序

我们知道,Set集合是无序的,

可以使用TreeSet类,那么TreeSet进行排序的规则是怎样的呢?

1TreeSet支持两种排序方式,自然排序和定制排序,在默认情况下,TreeSet采用自然排序.

自然排序:

TreeSet会调用集合元素的compareTo(Object obj)方法来比较元素之间的大小关系,然后将集合的元素按升序排列,这种方式就是自然排序.

为什么集合元素有compareTo方法,因为集合元素对象实现了Comparable接口,该方法返回一个整数值,当一个对象调用该方法与另一个对象进行比较,例如:

obj1.compareTo(obj2)如果返回0,表示这两个对象相等,如果该方法返回一个正整数,表示obj1大于obj2如果该方法返回一个负整数,表示obj1小于obj2

所以需要使用TreeSet集合进行自然排序,元素必须实现Comparable接口,但是Java一些常用的类已经实现了该接口,例如:String Character Boolean Date Time

BigDecimal BigInteger等

如:

TreeSet<String>ts=newTreeSet<String>();
ts.add("b");
ts.add("c");
ts.add("a");
System.out.println(ts);

我们也可以自定义集合元素:

TreeSet<Person>persons=newTreeSet<Person>();
persons.add(newPerson("abc",21));
persons.add(newPerson("efg",44));
persons.add(newPerson("hij",11));
persons.add(newPerson("klm",34));
System.err.println(persons);//输出集合中元素的toString()
for(Personperson:persons){
System.out.println(person.getName()+""+person.getAge());
}

Person类:

publicclassPersonimplementsComparable<Person>{

privateStringname;
privateintage;

publicPerson(Stringname,intage){
this.age=age;
this.name=name;
}

publicStringgetName(){
returnname;
}

publicvoidsetName(Stringname){
this.name=name;
}

publicintgetAge(){
returnage;
}

publicvoidsetAge(intage){
this.age=age;
}

publicintcompareTo(Persono){
if(this.age>o.age){
return1;
}elseif(this.age==o.age){
return0;
}else{
return-1;
}

}

@Override
publicStringtoString(){
return"name:"+this.name+"age:"+this.age;
}

@Override
publicinthashCode(){
finalintprime=31;
intresult=1;
result=prime*result+age;
result=prime*result+((name==null)?0:name.hashCode());
returnresult;
}

@Override
publicbooleanequals(Objectobj){
if(this==obj)
returntrue;
if(obj==null)
returnfalse;
if(getClass()!=obj.getClass())
returnfalse;
Personother=(Person)obj;
if(age!=other.age)
returnfalse;
if(name==null){
if(other.name!=null)
returnfalse;
}elseif(!name.equals(other.name))
returnfalse;
returntrue;
}

}

当我们把一个对象放入TreeSet中时,重写该对象对应类的equals方法,应该保证equals方法返回true,compareTo方法返回0.

如果两个对象通过compareTo(Object obj)方法比较返回0时,但他们通过equals方法比较返回false,这将导致TreeSet会将把这两个对象保存在不同的位置,从而两个对象都可以添加成功,这与Set集合的规则有点出入.

定制排序:

因为自然,默认按照升序排序,如果我们需要降序排列,我们可以通过Comparator接口.当然我们也可以通过上面的程序实现,只需要修改compareTo方法一段代码:

publicintcompareTo(Persono){
if(this.age>o.age){
return-1;
}elseif(this.age==o.age){
return0;
}else{
return1;
}

}

输出结果为:

现在我们来通过定制排序来实现降序排序:

TreeSet<Person2>person2s=newTreeSet<Person2>(newComparator<Person2>(){
publicintcompare(Person2o1,Person2o2){
if(o1.getAge()>o2.getAge()){
return-1;
}elseif(o1.getAge()==o2.getAge()){
return0;
}
return1;
}
});
person2s.add(newPerson2("aaa",12));
person2s.add(newPerson2("bbb",34));
person2s.add(newPerson2("ccc",10));
person2s.add(newPerson2("ddd",34));
for(Person2person:person2s){
System.out.println(person.getName()+""+person.getAge());
}

Person2:

publicclassPerson2{
privateStringname;
privateintage;

publicPerson2(Stringname,intage){
this.age=age;
this.name=name;
}

publicStringgetName(){
returnname;
}

publicvoidsetName(Stringname){
this.name=name;
}

publicintgetAge(){
returnage;
}

publicvoidsetAge(intage){
this.age=age;
}
}

输出结果:

我们发现定制排序的集合元素,不用实现Comparable接口.

Map集合排序:

2,TreeMap

与TreeSet集合类似的是,TreeMap也是基于红黑树对TreeMap中的所有key进行排序,从而保证TreeMap总所有的key-value处于有序状态,TreeMap也有两种方式排序:

自然排序:

所有的key必须实现Comparable接口,而且所有的key应该是同一个类,否则会出现类转换异常

定制排序:

创建TreeMap时,传入一个Comparator对象,该对象负责对TreeMap中所有的key进行排序,采用定制排序kei不用实现Comparable接口.

例如:自然排序:

//map
TreeMap<Person,String>map=newTreeMap<Person,String>();
map.put(newPerson("zhangsan",21),"90");
map.put(newPerson("lisi",33),"10");
map.put(newPerson("wangwu",22),"30");
map.put(newPerson("zhaoliu",55),"50");
//使用entrySet遍历map
for(Entry<Person,String>entry:map.entrySet()){
Personperson=entry.getKey();
System.out.println(person);
}

结果:

例如:定制排序:

TreeMap<Person2,String>map2=newTreeMap<Person2,String>(newComparator<Person2>(){
publicintcompare(Person2o1,Person2o2){
if(o1.getAge()>o2.getAge()){
return-1;
}elseif(o1.getAge()<o2.getAge()){
return1;
}
return0;
}
});

map2.put(newPerson2("aaa",21),"90");
map2.put(newPerson2("bbb",33),"10");
map2.put(newPerson2("ccc",22),"30");
map2.put(newPerson2("ddd",55),"50");
//通过keySet遍历map如果只要获取值直接通过map2.values
for(Person2key:map2.keySet()){
System.out.println(key.getName()+""+key.getAge());
}

我们知道TreeMap是按key排序如果想要安装value排序怎么办呢?

@SuppressWarnings("unchecked")
publicstaticMap.Entry<String,Integer>[]getSortedHashtableByValue(Mapmap){
Setset=map.entrySet();
Map.Entry<String,Integer>[]entries=(Map.Entry[])set
.toArray(newMap.Entry[set.size()]);
Arrays.sort(entries,newComparator(){
publicintcompare(Objectarg0,Objectarg1){
Longkey1=Long.valueOf(((Map.Entry)arg0).getValue()
.toString());
Longkey2=Long.valueOf(((Map.Entry)arg1).getValue()
.toString());
returnkey2.compareTo(key1);
}
});
returnentries;
}

Map<String,Integer>score=newHashMap<String,Integer>();
score.put("yzq",21);
score.put("yzh",23);
score.put("yhf",11);
score.put("ysq",45);
Map.Entry<String,Integer>[]entries=getSortedHashtableByValue(score);
for(Entry<String,Integer>entry:entries){
Stringkey=entry.getKey();
Integervalue=entry.getValue();
System.out.println(key+":"+value);
}

输出结果:

-------hashCode()方法的作用------

我们知道set集合的元素是不能重复的,它内部是通过equals方法来比较的,如果这两个元素的equals()方法返回true,那么Set集合就认为这两个元素是一样的,就不会往集合里添加两次.(注意:在没有对equals(Object)方法做任何手脚的情况下,equals(Object)和"=="操作符是同样的通能的,我们打开Object的equals方法源代码发现equals方法里面的判断方法依然是通过"=="来判断.但是如果比较两个String值相等的对象时虽然通过new关键字新建了两个对象,但是他们的equals方法却返回真,因为在String中他已经重写了equals方法了,也就是说在String类中它已经对equals方法进行了修改)

我们来看一个程序:

publicclassHashCodeTest{

publicstaticvoidmain(String[]args){

Setstr=newHashSet();
str.add("a");
str.add("a");//虽然添加了2次,但是他们的equals方法返回true
System.out.println(str.size());//返回值是1


Setcats=newHashSet();
Catc1=newCat("jetty",3);
Catc2=newCat("jetty",3);
Catc3=newCat("petty",2);
cats.add(c1);
cats.add(c2);
//把c2加两次
cats.add(c2);
cats.add(c3);
System.out.println(cats.size());//返回3

}

}
classCat{
privateStringname;
privateintage;


publicCat(Stringname,intage){
super();
this.age=age;
this.name=name;
}
publicStringgetName(){
returnname;
}
publicvoidsetName(Stringname){
this.name=name;
}
publicintgetAge(){
returnage;
}
publicvoidsetAge(intage){
this.age=age;
}
}

哈希集合HashSet是Set集合的子类,既然set集合判断元素是通过equals方法,那么我们就让Cat类来覆写Object的equals方法:

@Override
publicbooleanequals(Objectobj){
if(this==obj)
returntrue;
if(obj==null)
returnfalse;
if(getClass()!=obj.getClass())
returnfalse;
Catother=(Cat)obj;
if(age!=other.age)
returnfalse;
if(name==null){
if(other.name!=null)
returnfalse;
}elseif(!name.equals(other.name))
returnfalse;
returntrue;
}

从输出结果我们发现,结果依然是3, c1.equals(c2)返回true,集合就不会把重复的元素放进的,但是为什么结果返回3呢?

现在我们就在Cat类中覆写hashCode方法:

@Override
publicinthashCode(){
finalintprime=31;
intresult=1;
result=prime*result+age;
result=prime*result+((name==null)?0:name.hashCode());
returnresult;
}

发现结果是2,所以对于哈希集合,我们要注意hashCode方法.

注意:如果我们覆写了hashCode方法,我们就要指定按照这个对象的哪些属性来计算这个对象的hashCode值,如果我们一旦选择了某个属性作为计算hashCode值,我们把这个对象保存到集合中去后,我们最好不要修改该对象的参与计算hashCode值的属性,这样容易导致内存泄漏如:

Setcats=newHashSet();
Catc1=newCat("jetty",3);
Catc2=newCat("jetty",3);
Catc3=newCat("petty",2);
cats.add(c1);
cats.add(c2);
cats.add(c3);//到目前位置集合中有两个元素
c2.setName("baby");//修改c2的name属性
cats.remove(c2);//删除c2这个元素
System.out.println(cats.size());

发现我们没有成功删除,

然后我们把修改属性的代码注释,发现就成功删除了,

因为HashSet集合是通过hashCode值来决定元素的存放位置,我们已经修改了c2的name属性,那么它的hashCode值就和以前的不同了,然后再根据新的hashCode值去删除未修改前的对象,发现找不到这样的hashCode值,所以就无法删除,从而导致内存泄漏.