对这些构造方法的其他规定是(不要奇怪),所有构造方法必须创建一个不包含重复元素的 set(正如上面所定义的)。
注:如果将可变对象用作 set 元素,那么必须极其小心。如果对象是 set 中某个元素,以一种影响 equals 比较的方式改变对象的值,那么 set 的行为就是不确定的。此项禁止的一个特殊情况是不允许某个 set 包含其自身作为元素。
某些 set 实现对其所包含的元素有所限制。例如,某些实现禁止 null 元素,而某些则对其元素的类型所有限制。试图添加不合格的元素会抛出未经检查的异常,通常是 NullPointerException 或 ClassCastException。试图查询不合格的元素是否存在可能会抛出异常,也可能简单地返回 false;某些实现会采用前一种行为,而某些则采用后者。概括地说,试图对不合格元素执行操作时,如果完成该操作后不会导致在 set 中插入不合格的元素,则该操作可能抛出一个异常,也可能成功,这取决于实现的选择。此接口的规范中将这样的异常标记为“可选”。
此接口是 Java Collections Framework 的成员。
HashSet:
public class HashSet
extends AbstractSet
implements Set
此类实现 Set 接口,由哈希表(实际上是一个 HashMap 实例)支持。它不保证 set 的迭代顺序;特别是它不保证该顺序恒久不变。此类允许使用 null 元素。
此类为基本操作提供了稳定性能,这些基本操作包括 add、remove、contains 和 size,假定哈希函数将这些元素正确地分布在桶中。对此 set 进行迭代所需的时间与 HashSet 实例的大小(元素的数量)和底层 HashMap 实例(桶的数量)的“容量”的和成比例。因此,如果迭代性能很重要,则不要将初始容量设置得太高(或将加载因子设置得太低)。
注意,此实现不是同步的。如果多个线程同时访问一个哈希 set,而其中至少一个线程修改了该 set,那么它必须 保持外部同步。这通常是通过对自然封装该 set 的对象执行同步操作来完成的。如果不存在这样的对象,则应该使用 Collections.synchronizedSet 方法来“包装” set。最好在创建时完成这一操作,以防止对该 set 进行意外的不同步访问:
Set s = Collections.synchronizedSet(new HashSet(...));
此类的 iterator 方法返回的迭代器是快速失败 的:在创建迭代器之后,如果对 set 进行修改,除非通过迭代器自身的 remove 方法,否则在任何时间以任何方式对其进行修改,Iterator 都将抛出 ConcurrentModificationException。因此,面对并发的修改,迭代器很快就会完全失败,而不冒将来在某个不确定时间发生任意不确定行为的风险。
注意,迭代器的快速失败行为无法得到保证,因为一般来说,不可能对是否出现不同步并发修改做出任何硬性保证。快速失败迭代器在尽最大努力抛出 ConcurrentModificationException。因此,为提高这类迭代器的正确性而编写一个依赖于此异常的程序是错误做法:迭代器的快速失败行为应该仅用于检测 bug。
此类是 Java Collections Framework 的成员。
LinkedHashSet:
public class LinkedHashSet
extends HashSet
implements Set
具有可预知迭代顺序的 Set 接口的哈希表和链接列表实现。此实现与 HashSet 的不同之外在于,后者维护着一个运行于所有条目的双重链接列表。此链接列表定义了迭代顺序,即按照将元素插入到 set 中的顺序(插入顺序)进行迭代。注意,插入顺序不 受在 set 中重新插入的 元素的影响。(如果在 s.contains(e) 返回 true 后立即调用 s.add(e),则元素 e 会被重新插入到 set s 中。)
此实现可以让客户免遭未指定的、由 HashSet 提供的通常杂乱无章的排序工作,而又不致引起与 TreeSet 关联的成本增加。使用它可以生成一个与原来顺序相同的 set 副本,并且与原 set 的实现无关:
void foo(Set s) {
Set copy = new LinkedHashSet(s);
...
}
如果模块通过输入得到一个 set,复制这个 set,然后返回由此副本决定了顺序的结果,这种情况下这项技术特别有用。(客户通常期望内容返回的顺序与它们出现的顺序相同。)
此类提供所有可选的 Set 操作,并且允许 null 元素。与 HashSet 一样,它可以为基本操作(add、contains 和 remove)提供稳定的性能,假定哈希函数将元素正确地分布到存储段中。由于增加了维护链接列表的开支,其性能很可能会比 HashSet 稍逊一筹,不过,这一点例外:LinkedHashSet 迭代所需时间与 set 的大小 成正比,而与容量无关。HashSet 迭代很可能支出较大,因为它所需迭代时间与其容量 成正比。
链接的哈希 set 有两个影响其性能的参数:初始容量 和加载因子。它们与 HashSet 中的定义极其相同。注意,为初始容量选择非常高的值对此类的影响比对 HashSet 要小,因为此类的迭代时间不受容量的影响。
注意,此实现不是同步的。如果多个线程同时访问链接的哈希 set,而其中至少一个线程修改了该 set,则它必须 保持外部同步。这一般通过对自然封装该 set 的对象进行同步操作来完成。 如果不存在这样的对象,则应该使用 Collections.synchronizedSet 方法来“包装”该 set。最好在创建时完成这一操作,以防止意外的非同步访问:
Set s = Collections.synchronizedSet(new LinkedHashSet(...));
此类的 iterator 方法返回的迭代器是快速失败 的:在迭代器创建之后,如果对 set 进行修改,除非通过迭代器自身的 remove 方法,其他任何时间任何方式的修改,迭代器都将抛出 ConcurrentModificationException。因此,面对并发的修改,迭代器很快就会完全失败,而不冒将来不确定的时间任意发生不确定行为的风险。
注意,迭代器的快速失败行为不能得到保证,一般来说,存在不同步的并发修改时,不可能作出任何强有力的保证。快速失败迭代器尽最大努力抛出 ConcurrentModificationException。因此,编写依赖于此异常的程序的方式是错误的,正确做法是:迭代器的快速失败行为应该仅用于检测程序错误。
此类是 Java Collections Framework 的成员。
TreeSet:
public class TreeSet
extends AbstractSet
implements NavigableSet
基于 TreeMap 的 NavigableSet 实现。使用元素的自然顺序对元素进行排序,或者根据创建 set 时提供的 Comparator 进行排序,具体取决于使用的构造方法。
此实现为基本操作(