HashSet vs. TreeSet vs. LinkedHashSet

Set集合不包含重複的元素，這是使用Set的主要緣由。有三種常見的Set實現——HashSet, TreeSet和LinkedHashSet。何時使用它們，使用哪一個是個重要的問題。整體而言，若是你須要一個訪問快速的Set，你應該使用HashSet；當你須要一個排序的Set，你應該使用TreeSet；當你須要記錄下插入時的順序時，你應該使用LinedHashSet。

1. Set接口

Set接口繼承了Collection接口。Set集合中不能包含重複的元素，每一個元素必須是惟一的。你只需將元素加入set中，重複的元素會自動移除。

2. HashSet vs. TreeSet vs. LinkedHashSet

HashSet是採用hash表來實現的。其中的元素沒有按順序排列，add()、remove()以及contains()等方法都是複雜度爲O(1)的方法。

TreeSet是採用樹結構實現(紅黑樹算法)。元素是按順序進行排列，可是add()、remove()以及contains()等方法都是複雜度爲O(log (n))的方法。它還提供了一些方法來處理排序的set，如first(), last(), headSet(), tailSet()等等。

LinkedHashSet介於HashSet和TreeSet之間。它也是一個hash表，可是同時維護了一個雙鏈表來記錄插入的順序。基本方法的複雜度爲O(1)。

3. TreeSet的例子

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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() +" "); }

輸出以下：

1	Tree set data: 12 34 45 63

如今讓咱們定義一個Dog類：

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

咱們將「dog」添加到TreeSet中：

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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() +" ");         }     } }

編譯正常，可是運行時出錯：

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)

由於TreeSet是有序的，Dog類必須實現java.lang.Comparable的compareTo()方法才行:

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

輸出:

1

1 2 3

4. HashSet的例子

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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() +" "); }

輸出：

1

5 3 2 1 4

注意輸出順序是不肯定的。

5. LinkedHashSet的例子

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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() +" "); }

輸出的順序時肯定的，就是插入的順序。

1

2 1 3 5 4

6. 性能測試

下面的代碼測試了以上三個類的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);   }

從輸出看來，HashSet是最快的：

1 2 3

HashSet: 2244768 TreeSet: 3549314 LinkedHashSet: 2263320

*這個測試並非很是精確，但足以反映基本的狀況。