Panduan Terbaik untuk Set dalam Java: Mendedahkan Setiap Rahsia Struktur Data Yang Merendah Diri Ini

Hei, peminat Java! Sama ada anda seorang pemula pengekodan yang cuba mengetahui sebab set wujud, atau seorang pengaturcara yang gigih dalam pertempuran yang tertanya-tanya jika ada lagi yang perlu dipelajari, panduan ini adalah untuk anda. Kami akan mendalami segala-galanya tentang Set di Java, daripada tujuan terasnya kepada cara kerjanya yang rumit. Ikat pinggang!

---

Apa itu Set?

Perkara pertama dahulu: Apakah Set, dan mengapa kita perlu mengambil berat? Pada terasnya, Set ialah koleksi yang tidak boleh mengandungi unsur pendua. Dalam erti kata lain, setiap item dalam Set adalah unik seperti koleksi meme tersuai anda.

Mengapa Menggunakan Set?

Bayangkan anda ditugaskan untuk membuat senarai tetamu untuk parti. Anda ingin memastikan tiada sesiapa menerima jemputan dua kali (kerana itu hanya memalukan). Masukkan Set . Dengan Set, Java secara automatik memastikan bahawa semua elemen adalah berbeza. Ia sesuai untuk situasi di mana keunikan adalah satu keperluan.

Ciri-ciri Set

• Tiada Pendua Dibenarkan : Ciri yang paling penting bagi Set ialah ia tidak pernah membenarkan elemen pendua. Tambahkan elemen yang sudah ada? Java menolak dengan sopan (tidak seperti bos anda dengan lebih banyak kerja).

• Tidak Tertib (Umumnya) : Set, tidak seperti Senarai, tidak mengambil berat tentang susunan sisipan. Mereka gembira asalkan keunikan dikekalkan.

• Pengendalian Null : Sesetengah Set membenarkan null sebagai elemen, tetapi sekali sahaja.

---

Jenis Set dalam Java

Sekarang kita tahu apa yang Set lakukan, mari lihat jenis Sets Java tawarkan:

1. Set Hash
   • Tujuan : Set yang sesuai untuk kebanyakan kes penggunaan.

• Ciri : Disokong oleh HashMap, HashSet adalah pantas dan cekap untuk menyemak kehadiran elemen (O(1) kerumitan masa untuk kebanyakan operasi).

• Reka Letak Memori : Menggunakan jadual cincang di bawah hud, tempat elemen disimpan berdasarkan fungsi cincang.

• Batal Dibenarkan? : Ya, tetapi hanya satu.

• Contoh Kod :
  

Set<String> hashSet = new HashSet<>();
hashSet.add("Apple");
hashSet.add("Banana");
hashSet.add("Apple"); // This will be ignored
System.out.println(hashSet); // Output: [Apple, Banana]

1. LinkedHashSet
   • Tujuan : Jika anda memerlukan Set yang mengekalkan susunan sisipan.

• Ciri : Hibrid antara HashSet dan LinkedList.

• Reka Letak Memori : Menggunakan jadual cincang dan senarai berganda untuk mengekalkan susunan.

• Contoh Kod :
  

Set<String> hashSet = new HashSet<>();
hashSet.add("Apple");
hashSet.add("Banana");
hashSet.add("Apple"); // This will be ignored
System.out.println(hashSet); // Output: [Apple, Banana]

1. Set Pokok
   • Tujuan : Set yang menyimpan elemen dalam susunan diisih.

• Ciri-ciri : Melaksanakan NavigableSet, menggunakan Pokok Merah-Hitam untuk penyimpanan.

• Reka Letak Memori : Struktur pokok yang seimbang.

• Contoh Kod :
  

Set<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<>();
linkedHashSet.add("Apple");
linkedHashSet.add("Banana");
linkedHashSet.add("Orange");
System.out.println(linkedHashSet); // Output: [Apple, Banana, Orange]

Bagaimanakah HashSet Berfungsi?

Jom angkat tudung dan jenguk ke dalam. HashSet menggunakan jadual cincang untuk penyimpanan, di mana setiap elemen diberikan baldi berdasarkan kod cincangnya. Inilah yang berlaku apabila anda menambah elemen:

1. Pengiraan Kod Cincang : Java memanggil kaedah Kod hash() untuk mendapatkan kod cincang elemen.

2. Penentuan Baldi : Kod cincang dipetakan ke baldi (indeks tatasusunan).

3. Pengendalian Perlanggaran : Jika baldi sudah diduduki (perlanggaran), Java menggunakan rantaian (senarai terpaut atau pokok seimbang dalam versi Java yang lebih baharu) untuk mengurus berbilang elemen dalam baldi yang sama.
   Rajah struktur HashSet:
   

Set<Integer> treeSet = new TreeSet<>();
treeSet.add(42);
treeSet.add(10);
treeSet.add(25);
System.out.println(treeSet); // Output: [10, 25, 42]

---

Teknik untuk Bekerja dengan Set

Bekerja dengan Set boleh menjadi menyeronokkan jika anda tahu helah yang betul:

1. Kesatuan Dua Set :

[0] -> [Apple] -> [Banana] 
[1] -> [Grapes]
[2] -> [null]
[3] -> [Orange]
...

1. Persimpangan Dua Set :

Set<Integer> set1 = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3));
Set<Integer> set2 = new HashSet<>(Arrays.asList(3, 4, 5));
set1.addAll(set2);
System.out.println(set1); // Output: [1, 2, 3, 4, 5]

1. Perbezaan Antara Set :

Set<Integer> set1 = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3));
Set<Integer> set2 = new HashSet<>(Arrays.asList(3, 4, 5));
set1.retainAll(set2);
System.out.println(set1); // Output: [3]

---

Bila Perlu Menggunakan Set?

Senario biasa :

• Memastikan nama pengguna unik dalam aplikasi.

• Menjejaki halaman yang dilawati dalam perangkak web.

• Mengekalkan koleksi item yang unik (cth., pengundi unik dalam pilihan raya).
  Bendera Merah untuk Dipertimbangkan :

• Jika anda perlu mengakses elemen dengan indeks, Set bukan rakan anda. Gunakan Senarai sebaliknya.

• Jika anda memerlukan pendua (katakan, mengira kejadian item), pertimbangkan Senarai atau Peta.

Kaedah dalam Antara Muka Set

Berikut ialah helaian tipu kaedah yang paling biasa digunakan:

• tambah(E e) : Menambah elemen jika ia belum ada.

• alih keluar(Objek o) : Mengalih keluar elemen yang dinyatakan jika wujud.

• mengandungi(Objek o) : Menyemak sama ada elemen berada dalam Set.

• size() : Mengembalikan bilangan elemen.

• clear() : Mengalih keluar semua elemen.

• isEmpty() : Semak jika Set kosong.

• iterator() : Mengembalikan iterator ke atas elemen.

---

Teknik dan Trik Lanjutan

1. Objek Tersuai dalam Satu Set : Sentiasa mengatasi equals() dan hashCode() untuk objek tersuai untuk memastikan Set berkelakuan seperti yang diharapkan.

Set<String> hashSet = new HashSet<>();
hashSet.add("Apple");
hashSet.add("Banana");
hashSet.add("Apple"); // This will be ignored
System.out.println(hashSet); // Output: [Apple, Banana]

1. Set Serentak :
   Gunakan ConcurrentHashMap.newKeySet() atau CopyOnWriteArraySet untuk operasi selamat benang.

2. Set Tidak Berubah :
   Gunakan Collections.unmodifiableSet() atau Set.of() untuk membuat Set baca sahaja.
   

Set<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<>();
linkedHashSet.add("Apple");
linkedHashSet.add("Banana");
linkedHashSet.add("Orange");
System.out.println(linkedHashSet); // Output: [Apple, Banana, Orange]

---

Pertimbangan Prestasi

HashSet ialah pertaruhan terbaik anda untuk kebanyakan tugas kerana prestasi O(1)nya untuk menambah, mengalih keluar dan menyemak elemen. TreeSet datang dengan kos yang lebih tinggi (O(log n)) tetapi menambah faedah pesanan semula jadi. LinkedHashSet memberikan susunan lelaran yang boleh diramal dengan sedikit overhed.

Mengenalpasti Masalah yang Sesuai untuk Set

Kenali jenis masalah :

• Semakan kesatuan (cth., mencari perkataan unik dalam dokumen).

• Tetapkan operasi (cth., mencari rakan biasa antara pengguna).

• Pencarian pantas tanpa pendua (cth., menyemak kehadiran elemen dalam masa tetap).

Fikiran Akhir

Walaupun Set mungkin tidak glamor seperti Senarai atau misteri seperti Peta, mereka memainkan peranan penting dalam mengekalkan koleksi unik dengan cekap. Mereka ialah wira yang tidak didendang yang memastikan data anda kekal bersih dan berbeza, mengelakkan anda daripada pendua menjengkelkan yang boleh membawa kepada hasil yang tidak dijangka. Sama ada anda mengoptimumkan algoritma, memastikan integriti data atau hanya cuba memilih struktur yang hanya berfungsi, memahami Set dalaman-keluar akan menjadikan anda pembangun yang lebih kuat. Jadi teruskan dan buat kod dengan yakin, dengan mengetahui bahawa anda telah membuka kunci potensi sebenar Set yang hebat!

---

Itu pembalut, kawan!

Atas ialah kandungan terperinci Panduan Terbaik untuk Set dalam Java: Mendedahkan Setiap Rahsia Struktur Data Yang Merendah Diri Ini. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!