HashSet、TreeSet和LinkedHashSet的区别

川长思鸟来 2022-06-07 03:21 243阅读 0赞

Set集合不包含重复的元素，这是使用Set的主要原因。有三种常见的Set实现——HashSet, TreeSet和LinkedHashSet。什么时候使用它们，使用哪个是个重要的问题。总体而言，如果你需要一个访问快速的Set，你应该使用HashSet；当你需要一个排序的Set，你应该使用TreeSet；当你需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，每个元素必须是唯一的。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，但是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，但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 ###

TreeSet tree = new TreeSet();
    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() + " ");
    }

输出如下：Tree set data: 12 34 45 63

现在让我们定义一个Dog类：

class Dog {
        int size;
     
        public Dog(int s) {
            size = s;
        }
     
        public String toString() {
            return size + "";
        }
    }

我们将“dog”添加到TreeSet中：

import java.util.Iterator;
    import java.util.TreeSet;
     
    public class TestTreeSet {
        public static void main(String[] args) {
            TreeSet dset = new TreeSet();
            dset.add(new Dog(2));
            dset.add(new Dog(1));
            dset.add(new Dog(3));
     
            Iterator iterator = dset.iterator();
     
            while (iterator.hasNext()) {
                System.out.print(iterator.next() + " ");
            }
        }
    }

编译正常，但是运行时出错：

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)

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

class Dog implements Comparable{
        int size;
     
        public Dog(int s) {
            size = s;
        }
     
        public String toString() {
            return size + "";
        }
     
        @Override
        public int compareTo(Dog o) {
                return size - o.size;
        }
    }

输出: 1 2 3

### 4. HashSet的例子 ###

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

输出：5 3 2 1 4

**注意输出顺序是不确定的。**

### 5. LinkedHashSet的例子 ###

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

**输出的顺序时确定的，就是插入的顺序。**

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。

public static void main(String[] args) {
     
        Random r = new Random();
     
        HashSet<Dog> hashSet = new HashSet<Dog>();
        TreeSet<Dog> treeSet = new TreeSet<Dog>();
        LinkedHashSet<Dog> linkedSet = new LinkedHashSet<Dog>();
     
        // start time
        long startTime = System.nanoTime();
     
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            int x = r.nextInt(1000 - 10) + 10;
            hashSet.add(new Dog(x));
        }
        // end time
        long endTime = System.nanoTime();
        long duration = endTime - startTime;
        System.out.println("HashSet: " + duration);
     
        // start time
        startTime = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            int x = r.nextInt(1000 - 10) + 10;
            treeSet.add(new Dog(x));
        }
        // end time
        endTime = System.nanoTime();
        duration = endTime - startTime;
        System.out.println("TreeSet: " + duration);
     
        // start time
        startTime = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            int x = r.nextInt(1000 - 10) + 10;
            linkedSet.add(new Dog(x));
        }
        // end time
        endTime = System.nanoTime();
        duration = endTime - startTime;
        System.out.println("LinkedHashSet: " + duration);
     
    }

从输出看来，HashSet是最快的：

`HashSet: 2244768`

`TreeSet: 3549314`

`LinkedHashSet: 2263320`

\*这个测试并不是非常精确，但足以反映基本的情况。

原文链接：  [Programcreek][]  翻译：  [ImportNew.com ][ImportNew.com] \-  [唐小娟][Link 1]  
译文链接：  [http://www.importnew.com/8773.html][http_www.importnew.com_8773.html]  
\[  转载请保留原文出处、译者和译文链接。 \]

[Programcreek]: http://www.programcreek.com/2013/03/hashset-vs-treeset-vs-linkedhashset/
[ImportNew.com]: http://www.importnew.com/
[Link 1]: http://www.importnew.com/author/tangxiaojuan
[http_www.importnew.com_8773.html]: http://www.importnew.com/8773.html