使用Set

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我们知道，Map用于存储 key-value 的映射，对于充当 key 的对象，是不能重复的，并且，不但需要正确覆写 equals() 方法，还要正确覆写 hashCode() 方法。

如果我们只需要存储不重复的 key，并不需要存储映射的 value，那么就可以使用Set。

Set用于存储不重复的元素集合，它主要提供以下几个方法：

将元素添加进Set<E>：boolean add(E e)
将元素从 Set<E> 删除：boolean remove(Object e)
判断是否包含元素：boolean contains(Object e)

我们来看几个简单的例子：

import java.util.*;

public class Main {public static void main(String[] args) {Set<String> set = new HashSet<>();
        System.out.println(set.add("abc")); // true
        System.out.println(set.add("xyz")); // true
        System.out.println(set.add("xyz")); // false，添加失败，因为元素已存在
        System.out.println(set.contains("xyz")); // true，元素存在
        System.out.println(set.contains("XYZ")); // false，元素不存在
        System.out.println(set.remove("hello")); // false，删除失败，因为元素不存在
        System.out.println(set.size()); // 2，一共两个元素
    }
}

Set实际上相当于只存储 key、不存储 value 的 Map。我们经常用Set 用于去除重复元素。

因为放入 Set 的元素和 Map 的 key 类似，都要正确实现 equals() 和hashCode()方法，否则该元素无法正确地放入Set。

最常用的 Set 实现类是 HashSet，实际上，HashSet 仅仅是对 HashMap 的一个简单封装，它的核心代码如下：

public class HashSet<E> implements Set<E> {// 持有一个 HashMap:
    private HashMap<E, Object> map = new HashMap<>();

    // 放入 HashMap 的 value:
    private static final Object PRESENT = new Object();

    public boolean add(E e) {return map.put(e, PRESENT) == null;
    }

    public boolean contains(Object o) {return map.containsKey(o);
    }

    public boolean remove(Object o) {return map.remove(o) == PRESENT;
    }
}

Set接口并不保证有序，而 SortedSet 接口则保证元素是有序的：

HashSet是无序的，因为它实现了 Set 接口，并没有实现 SortedSet 接口；
TreeSet是有序的，因为它实现了 SortedSet 接口。

用一张图表示：

       ┌───┐
       │Set│
       └───┘
         ▲
    ┌────┴─────┐
    │          │
┌───────┐ ┌─────────┐
│HashSet│ │SortedSet│
└───────┘ └─────────┘
               ▲
               │
          ┌─────────┐
          │ TreeSet │
          └─────────┘

我们来看 HashSet 的输出：

import java.util.*;

public class Main {public static void main(String[] args) {Set<String> set = new HashSet<>();
        set.add("apple");
        set.add("banana");
        set.add("pear");
        set.add("orange");
        for (String s : set) {System.out.println(s);
        }
    }
}

注意输出的顺序既不是添加的顺序，也不是 String 排序的顺序，在不同版本的 JDK 中，这个顺序也可能是不同的。

把 HashSet 换成 TreeSet，在遍历TreeSet 时，输出就是有序的，这个顺序是元素的排序顺序：

import java.util.*;

public class Main {public static void main(String[] args) {Set<String> set = new TreeSet<>();
        set.add("apple");
        set.add("banana");
        set.add("pear");
        set.add("orange");
        for (String s : set) {System.out.println(s);
        }
    }
}

使用 TreeSet 和使用 TreeMap 的要求一样，添加的元素必须正确实现 Comparable 接口，如果没有实现 Comparable 接口，那么创建 TreeSet 时必须传入一个 Comparator 对象。

在聊天软件中，发送方发送消息时，遇到网络超时后就会自动重发，因此，接收方可能会收到重复的消息，在显示给用户看的时候，需要首先去重。请练习使用 Set 去除重复的消息：

import java.util.*;

public class Main {public static void main(String[] args) {
        List<Message> received = List.of(new Message(1, "Hello!"),
            new Message(2, "发工资了吗？"),
            new Message(2, "发工资了吗？"),
            new Message(3, "去哪吃饭？"),
            new Message(3, "去哪吃饭？"),
            new Message(4, "Bye")
        );
        List<Message> displayMessages = process(received);
        for (Message message : displayMessages) {System.out.println(message.text);
        }
    }

    static List<Message> process(List<Message> received) {// TODO: 按 sequence 去除重复消息
        return received;
    }
}

class Message {public final int sequence;
    public final String text;
    public Message(int sequence, String text) {this.sequence = sequence;
        this.text = text;
    }
}