HashSet vs. TreeSet vs. LinkedHashSet

Set集合不包含重复的元素，这是使用Set的主要缘由。有三种常见的Set实现——HashSet, TreeSet和LinkedHashSet。何时使用它们，使用哪一个是个重要的问题。整体而言，若是你须要一个访问快速的Set，你应该使用HashSet；当你须要一个排序的Set，你应该使用TreeSet；当你须要记录下插入时的顺序时，你应该使用LinedHashSet。

1. Set接口

Set接口继承了Collection接口。Set集合中不能包含重复的元素，每一个元素必须是惟一的。你只需将元素加入set中，重复的元素会自动移除。

2. HashSet vs. TreeSet vs. LinkedHashSet

HashSet是采用hash表来实现的。其中的元素没有按顺序排列，add()、remove()以及contains()等方法都是复杂度为O(1)的方法。

TreeSet是采用树结构实现(红黑树算法)。元素是按顺序进行排列，可是add()、remove()以及contains()等方法都是复杂度为O(log (n))的方法。它还提供了一些方法来处理排序的set，如first(), last(), headSet(), tailSet()等等。

LinkedHashSet介于HashSet和TreeSet之间。它也是一个hash表，可是同时维护了一个双链表来记录插入的顺序。基本方法的复杂度为O(1)。

3. TreeSet的例子

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

TreeSet tree =newTreeSet(); tree.add(12); tree.add(63); tree.add(34); tree.add(45);   Iterator iterator = tree.iterator(); System.out.print("Tree set data: "); while(iterator.hasNext()) {     System.out.print(iterator.next() +" "); }

输出以下：

1	Tree set data: 12 34 45 63

如今让咱们定义一个Dog类：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

classDog {     intsize;       publicDog(ints) {         size = s;     }       publicString toString() {         returnsize +"";     } }

咱们将“dog”添加到TreeSet中：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

importjava.util.Iterator; importjava.util.TreeSet;   publicclassTestTreeSet {     publicstaticvoidmain(String[] args) {         TreeSet dset =newTreeSet();         dset.add(newDog(2));         dset.add(newDog(1));         dset.add(newDog(3));           Iterator iterator = dset.iterator();           while(iterator.hasNext()) {             System.out.print(iterator.next() +" ");         }     } }

编译正常，可是运行时出错：

1 2 3 4

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException:  collection.Dog cannot be cast to java.lang.Comparable     at java.util.TreeMap.put(Unknown Source)     at java.util.TreeSet.add(Unknown Source)     at collection.TestTreeSet.main(TestTreeSet.java:22)

由于TreeSet是有序的，Dog类必须实现java.lang.Comparable的compareTo()方法才行:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

classDogimplementsComparable{     intsize;       publicDog(ints) {         size = s;     }       publicString toString() {         returnsize +"";     }       @Override     publicintcompareTo(Dog o) {             returnsize - o.size;     } }

输出:

1

1 2 3

4. HashSet的例子

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

HashSet dset =newHashSet(); dset.add(newDog(2)); dset.add(newDog(1)); dset.add(newDog(3)); dset.add(newDog(5)); dset.add(newDog(4)); Iterator iterator = dset.iterator(); while(iterator.hasNext()) {     System.out.print(iterator.next() +" "); }

输出：

1

5 3 2 1 4

注意输出顺序是不肯定的。

5. LinkedHashSet的例子

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

LinkedHashSet dset =newLinkedHashSet(); dset.add(newDog(2)); dset.add(newDog(1)); dset.add(newDog(3)); dset.add(newDog(5)); dset.add(newDog(4)); Iterator iterator = dset.iterator(); while(iterator.hasNext()) {     System.out.print(iterator.next() +" "); }

输出的顺序时肯定的，就是插入的顺序。

1

2 1 3 5 4

6. 性能测试

下面的代码测试了以上三个类的add()方法的性能。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43

publicstaticvoidmain(String[] args) {       Random r =newRandom();       HashSet<Dog> hashSet =newHashSet<Dog>();     TreeSet<Dog> treeSet =newTreeSet<Dog>();     LinkedHashSet<Dog> linkedSet =newLinkedHashSet<Dog>();       // start time     longstartTime = System.nanoTime();       for(inti =0; i <1000; i++) {         intx = r.nextInt(1000-10) +10;         hashSet.add(newDog(x));     }     // end time     longendTime = System.nanoTime();     longduration = endTime - startTime;     System.out.println("HashSet: "+ duration);       // start time     startTime = System.nanoTime();     for(inti =0; i <1000; i++) {         intx = r.nextInt(1000-10) +10;         treeSet.add(newDog(x));     }     // end time     endTime = System.nanoTime();     duration = endTime - startTime;     System.out.println("TreeSet: "+ duration);       // start time     startTime = System.nanoTime();     for(inti =0; i <1000; i++) {         intx = r.nextInt(1000-10) +10;         linkedSet.add(newDog(x));     }     // end time     endTime = System.nanoTime();     duration = endTime - startTime;     System.out.println("LinkedHashSet: "+ duration);   }

从输出看来，HashSet是最快的：

1 2 3

HashSet: 2244768 TreeSet: 3549314 LinkedHashSet: 2263320

*这个测试并非很是精确，但足以反映基本的状况。