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【老白学 Java】HashSet 应用 - 卡拉 OK（五）

news 2024/12/23 17:04:48

`HashSet 应用 - 卡拉 OK（五）`

码老白
文章来源：《Head First Java》修炼感悟。

通过前几篇文章，老白也了解了基本排序方法，接下来要讨论的是数据重复问题。 ArrayList 不会阻止添加重复数据，那是 Set 集合类的职责。本篇文章我们就来了解一下 Set 集合相关特性。

一、两个对象怎样才算相等

假如有两个引用变量，那么怎样才算相等呢？是引用到了堆上的同一个对象，还是两个对象都有相同成员？下面分别说说两种情况：

1、引用相等

这种表示引用了堆上同一个对象，如果对两个引用调用 hashCode() 方法，必定会返回相同的 hashcode（堆上的每个对象都是唯一的），而此时使用 == 对两个引用变量进行比较肯定也是相等的，因为是同一个对象的字节组合。例如：

if (obj1.hashCode() == obj2.hashCode() && obj1.equals(obje2)) {// 认为 obj1 与 obj2 相等
}

2、对象相等

这表示堆上的两个对象具有相同成员，从感官上认为相等。由于 hashcode 的唯一性，这两个对象的 hashcode 并不相等，所以如果想让它们相等就必须覆盖掉从原始对象 Object 继承到的 hashCode() 和 equals() 方法，重新实现让它们返回相同的 hashcode 和 true。例如覆盖 Song 类方法：

// 覆盖父类方法，传入的歌曲对象名与当前歌名进行比较
// 比较对象是 String 类型，String 已经覆盖过此方法，所以可以和直接调用
public boolean equals(Object song) {Song s = (Song) song;return this.getTitle().equals(s.getTitle());
}
// 覆盖父类方法，注意使用了同一个实例变量 title
// 同样的，String 也覆盖过 hashCode() 方法，可以直接调用
public int hashCode() {return title.hashCode();
}

经过以上处理后，即歌名相同就可以认为两个 Song 对象重复。

二、HashSet 如何判断对象是否重复

元素加入 HashSet 前，需要检查集合中是否存在相同的 hashcode 元素，如果没有则认为没有重复，可以直接加入；如果存在相同的 hashcode，还要进一步使用 equals() 检查是否真的相等，以此来确定是否重复加入对象。

所以，如果你希望曲目文件中不会出现相同歌名，就要覆盖掉 hashCode() 和 equals() 方法，让 Java 认为不相同的两个 Song 对象变为相同的，从而只会添加一个到 HashSet 中。

1、更新后的曲目清单

Pink Moon/Nick Drake/5/80
Somersault/Zero 7/4/84
Shiva Moon/Prem Joshua/6/120
Circles/BT/5/110
Deep Channel/Afro Celts/4/120
Passenger/Headmix/4/100
Listen/Tahiti 80/5/90
Listen/Tahiti 80/5/90
Listen/Tahiti 80/5/90
Circles/BT/5/110

可以看到，这份清单中有些重复元素，接下来准备去掉这些重复曲目。

2、修改 Song 类代码

/*** 文件：Song.java** 描述：歌曲信息类，用于保存歌曲名称、歌手等信息。* 版本：v6.0*/
public class Song implements Comparable<Song> {// 定义歌曲信息String title;String artist;String rating;String bpm;// 默认构造方法public Song() {}// 构造器，新建对象时传入歌曲信息public Song(String t, String a, String r, String b) {title = t;artist = a;rating = r;bpm = b;}// 覆盖父类方法，传入的歌曲对象名与当前歌名进行比较// 比较对象是 String 类型，String 已经覆盖过此方法，所以可以和直接调用public boolean equals(Object song) {Song s = (Song) song;return this.getTitle().equals(s.getTitle());}// 覆盖父类方法，注意使用了同一个实例变量 title// 同样的，String 也覆盖过 hashCode() 方法，可以直接调用public int hashCode() {return title.hashCode();}// 实现接口方法public int compareTo(Song s) {return title.compareTo(s.getTitle());}// 返回歌曲名称public String getTitle() {return title;}// 返回歌手名称public String getArtist() {return artist;}// 返回歌曲等级public String getRating() {return rating;}// 返回歌曲节拍信息public String getBpm() {return bpm;}// 重写方法，返回歌曲标题public String toString() {return title;}
}

Song 类文件覆盖了 hashCode() 和 equals() 方法，强制把歌名相同的 Song 当做重复元素，不会被加入 HashSet 中。

3、修改 Karaoke 类代码：

/*** 文件：Karaoke6.java* * 描述：模拟 KTV 曲目清单，学习使用集合排序。* 		使用 HashSet 替换 ArrayList，确保曲目清单中不会出现重复歌曲。* 版本：v6.0*/
import java.io.*;
import java.util.*;public class Karaoke6 {/*** 用于对歌手名字进行比较的内部类，实现了Comparator接口*/class ArtistCompare implements Comparator<Song> {// 对传入的Song对象的歌手名字的字符串进行比较// 并返回一个整数值给 Collections 的比较方法public int compare(Song one, Song two) {return one.getArtist().compareTo(two.getArtist());}}// 用来保存所有曲目的列表ArrayList<Song> tracks = new ArrayList<Song>();// 执行入口public void go() {loadSongs();// 原始顺序System.out.println("original: " + tracks);// 按曲目排序// Collections.sort(tracks);// System.out.println("by title: " + tracks);// 使用了 HashSet，把曲目清单全部添加到 Set 集合中HashSet<Song> songSet = new HashSet<Song>();songSet.addAll(tracks);System.out.println("using Set: " + songSet);// 按歌手名字排序// ArtistCompare ac = new ArtistCompare();// Collections.sort(tracks, ac);// System.out.println("by artist: " + tracks);}// 载入曲目文件private void loadSongs() {try {// 先不理会下面语句的含义，// 只需知道能读取 songs.txt 文件内容就可以了File file = new File("songs.txt");BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(file));String line = null;while ((line = reader.readLine()) != null) {addSong(line);}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}// 解析曲目private void  addSong(String token) {String[] tokens = token.split("/");Song s = new Song(tokens[0], tokens[1], tokens[2], tokens[3]);tracks.add(s);}// 程序入口public static void main(String[] args) {new Karaoke6().go();}
}

代码使用 HashSet 替代 ArrayList。

4、编译执行

HashSet没有重复元素可以看到，Circles 和 Listen 的重复元素已经被去除。目前代码还没有经过排序，这是按原始顺序输出的结果。

三、关于 hashCode 和 equals 的绕口令

相同 hashcode 值的两个对象并不一定相等；
如果两个对象相等，则 hashcode 必定也相等；
如果两个对象相等，其一使用 equals() 必定返回 true，反之亦然；
如果 equals() 被覆盖，则 hashCode() 也必须覆盖；
hashcode 是唯一的，如果没有覆盖 hashCode() 方法，两个对象无论如何也不会认为是相等的；
equals() 用于测试两个引用变量是否引用同一个对象，如果没有覆盖这个方法，那么两个对象永远不会认为是相等的；
如果 equals() 为 true，那么 hashCode() 必定相等；而如果 hashCode() 相等则不一定 equals() 为 true。