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Java之Hashset的原理及解析


 4.数据结构

4.1二叉树【理解】

  • 二叉树的特点
  • 二叉树中,任意一个节点的度要小于等于2
  • 节点: 在树结构中,每一个元素称之为节点
  • 度: 每一个节点的子节点数量称之为度
  • 二叉树结构图
  • 编辑

4.2二叉查找树【理解】

  • 二叉查找树的特点
  • 二叉查找树,又称二叉排序树或者二叉搜索树
  • 每一个节点上最多有两个子节点
  • 左子树上所有节点的值都小于根节点的值
  • 右子树上所有节点的值都大于根节点的值
  • 二叉查找树结构图
  • 编辑
  • 二叉查找树和二叉树对比结构图
  • 编辑
  • 二叉查找树添加节点规则
  • 小的存左边
  • 大的存右边
  • 一样的不存
  • 编辑

4.3平衡二叉树【理解】

  • 平衡二叉树的特点
  • 二叉树左右两个子树的高度差不超过1
  • 任意节点的左右两个子树都是一颗平衡二叉树
  • 平衡二叉树旋转
  • 旋转触发时机
  • 当添加一个节点之后,该树不再是一颗平衡二叉树
  • 左旋
  • 就是将根节点的右侧往左拉,原先的右子节点变成新的父节点,并把多余的左子节点出让,给已经降级的根节点当右子节点

  • Java之Hashset的原理及解析_子树编辑
  • Java之Hashset的原理及解析_子节点_02编辑
  • 右旋
  • 就是将根节点的左侧往右拉,左子节点变成了新的父节点,并把多余的右子节点出让,给已经降级根节点当左子节点
  • Java之Hashset的原理及解析_子节点_03编辑Java之Hashset的原理及解析_子树_04编辑
  • 平衡二叉树和二叉查找树对比结构图
  • Java之Hashset的原理及解析_子节点_05编辑
  • 平衡二叉树旋转的四种情况
  • 左左
  • 左左: 当根节点左子树的左子树有节点插入,导致二叉树不平衡
  • 如何旋转: 直接对整体进行右旋即可
  • Java之Hashset的原理及解析_父节点_06编辑
  • 左右
  • 左右: 当根节点左子树的右子树有节点插入,导致二叉树不平衡
  • 如何旋转: 先在左子树对应的节点位置进行左旋,在对整体进行右旋
  • Java之Hashset的原理及解析_子树_07编辑
  • 右右
  • 右右: 当根节点右子树的右子树有节点插入,导致二叉树不平衡
  • 如何旋转: 直接对整体进行左旋即可
  • Java之Hashset的原理及解析_子节点_08编辑
  • 右左
  • 右左:当根节点右子树的左子树有节点插入,导致二叉树不平衡
  • 如何旋转: 先在右子树对应的节点位置进行右旋,在对整体进行左旋
  • Java之Hashset的原理及解析_子树_09编辑

4.3红黑树【理解】

  • 红黑树的特点
  • 平衡二叉B树
  • 每一个节点可以是红或者黑
  • 红黑树不是高度平衡的,它的平衡是通过"自己的红黑规则"进行实现的
  • 红黑树的红黑规则有哪些
  1. 每一个节点或是红色的,或者是黑色的
  2. 根节点必须是黑色
  3. 如果一个节点没有子节点或者父节点,则该节点相应的指针属性值为Nil,这些Nil视为叶节点,每个叶节点(Nil)是黑色的
  4. 如果某一个节点是红色,那么它的子节点必须是黑色(不能出现两个红色节点相连 的情况)
  5. 对每一个节点,从该节点到其所有后代叶节点的简单路径上,均包含相同数目的黑色节点
  6. Java之Hashset的原理及解析_子节点_10编辑
  • 红黑树添加节点的默认颜色
  • 添加节点时,默认为红色,效率高
  • Java之Hashset的原理及解析_子树_11编辑
  • 红黑树添加节点后如何保持红黑规则
  • 根节点位置
  • 直接变为黑色
  • 非根节点位置
  • 父节点为黑色
  • 不需要任何操作,默认红色即可
  • 父节点为红色
  • 叔叔节点为红色
  1. 将"父节点"设为黑色,将"叔叔节点"设为黑色
  2. 将"祖父节点"设为红色
  3. 如果"祖父节点"为根节点,则将根节点再次变成黑色
  • 叔叔节点为黑色
  1. 将"父节点"设为黑色
  2. 将"祖父节点"设为红色
  3. 以"祖父节点"为支点进行旋转

##5.HashSet集合

5.1HashSet集合概述和特点【应用】

  • 底层数据结构是哈希表
  • 存取无序
  • 不可以存储重复元素
  • 没有索引,不能使用普通for循环遍历

5.2HashSet集合的基本应用【应用】

存储字符串并遍历

public class HashSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        HashSet<String> set = new HashSet<String>();

        //添加元素
        set.add("hello");
        set.add("world");
        set.add("java");
        //不包含重复元素的集合
        set.add("world");

        //遍历
        for(String s : set) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

Java之Hashset的原理及解析_父节点_12

5.3哈希值【理解】

  • 哈希值简介
    是JDK根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值
  • 如何获取哈希值
    Object类中的public int hashCode():返回对象的哈希码值
  • 哈希值的特点
  • 同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的
  • 默认情况下,不同对象的哈希值是不同的。而重写hashCode()方法,可以实现让不同对象的哈希值相同

5.4哈希表结构【理解】

  • JDK1.8以前
    数组 + 链表
  • Java之Hashset的原理及解析_子节点_13编辑
  • JDK1.8以后
  • 节点个数少于等于8个
    数组 + 链表
  • 节点个数多于8个
    数组 + 红黑树
  • 编辑

5.5HashSet集合存储学生对象并遍历【应用】

  • 案例需求
  • 创建一个存储学生对象的集合,存储多个学生对象,使用程序实现在控制台遍历该集合
  • 要求:学生对象的成员变量值相同,我们就认为是同一个对象
  • 代码实现

学生类

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;

        Student student = (Student) o;

        if (age != student.age) return false;
        return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }
}
测试类

public class HashSetDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建HashSet集合对象
        HashSet<Student> hs = new HashSet<Student>();

        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("林青霞", 30);
        Student s2 = new Student("张曼玉", 35);
        Student s3 = new Student("王祖贤", 33);

        Student s4 = new Student("王祖贤", 33);

        //把学生添加到集合
        hs.add(s1);
        hs.add(s2);
        hs.add(s3);
        hs.add(s4);

        //遍历集合(增强for)
        for (Student s : hs) {
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
    }
}

  • 总结
    HashSet集合存储自定义类型元素,要想实现元素的唯一,要求必须重写hashCode方法和equals方法

使用场景

  • 编辑



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