当前位置：首页 > news >正文

Java 实战：去重与排序（HashSet+TreeSet 应用）

news 2025/11/16 9:42:05

Java-day20-3

一、项目需求分析

设计一个整数列表的去重与排序工具，核心需求如下：

1. 使用 ArrayList 存储包含重复元素的原始整数列表；

2. 使用 HashSet 对原始列表进行去重（利用其“不可重复”特性）；

3. 使用 TreeSet 或 Collections.sort() 对去重后的元素进行升序排序；

4. 输出原始列表、去重后的列表、排序后的最终列表。

**技术选型**：

- 原始存储：ArrayList（支持重复元素，方便接收用户输入或初始化）；

- 去重工具：HashSet（自动去重，无需手动判断重复）；

- 排序工具：TreeSet（自动升序排序）或 Collections.sort()（手动排序去重后的列表）；

- 核心技术：集合间的转换、HashSet 去重特性、TreeSet 排序特性。

二、项目实现步骤

2.1 方案1：HashSet 去重 + TreeSet 排序（推荐，简洁高效）

利用 HashSet 快速去重，再通过 TreeSet 自动升序排序，无需手动编写排序逻辑。

```java

import java.util.ArrayList;import java.util.HashSet;import java.util.TreeSet;/*** 整数列表去重与排序：HashSet去重 + TreeSet排序*/public class DeduplicationAndSort {public static void main(String[] args) {// 步骤1：初始化原始整数列表（包含重复元素）ArrayList originalList = new ArrayList<>();// 手动添加测试数据，也可通过控制台输入扩展originalList.add(5);originalList.add(2);originalList.add(8);originalList.add(2);originalList.add(10);originalList.add(5);originalList.add(3);originalList.add(8);System.out.println("原始列表（含重复元素）：" + originalList);// 步骤2：使用HashSet去重（HashSet不允许重复元素）HashSet uniqueSet = new HashSet<>(originalList);System.out.println("去重后的列表（无序）：" + uniqueSet);// 步骤3：使用TreeSet排序（TreeSet自动按自然顺序升序排序）TreeSet sortedSet = new TreeSet<>(uniqueSet);System.out.println("去重并升序排序后的列表：" + sortedSet);// 可选：将TreeSet转换为ArrayList（如需列表格式输出）ArrayList resultList = new ArrayList<>(sortedSet);System.out.println("最终结果（ArrayList格式）：" + resultList);}}

```

2.2 方案2：HashSet 去重 + Collections.sort() 排序（灵活可控）

若需自定义排序规则（如降序），可先通过 HashSet 去重，再转换为 ArrayList 后用 Collections.sort() 排序。

```java

import java.util.ArrayList;import java.util.Collections;import java.util.HashSet;/*** 整数列表去重与排序：HashSet去重 + Collections.sort()排序*/public class DeduplicationAndSort2 {public static void main(String[] args) {// 步骤1：初始化原始整数列表ArrayList originalList = new ArrayList<>();originalList.add(5);originalList.add(2);originalList.add(8);originalList.add(2);originalList.add(10);originalList.add(5);originalList.add(3);originalList.add(8);System.out.println("原始列表（含重复元素）：" + originalList);// 步骤2：HashSet去重HashSet uniqueSet = new HashSet<>(originalList);ArrayList uniqueList = new ArrayList<>(uniqueSet); // 转换为列表System.out.println("去重后的列表（无序）：" + uniqueList);// 步骤3：Collections.sort()排序（默认升序）Collections.sort(uniqueList);System.out.println("去重并升序排序后的列表：" + uniqueList);// 扩展：自定义降序排序（Lambda表达式简化）Collections.sort(uniqueList, (a, b) -> b - a);System.out.println("去重并降序排序后的列表：" + uniqueList);}}

```

三、核心技术解析

3.1 HashSet 去重原理

- HashSet 底层基于 HashMap 实现，其核心特性是“**元素不可重复**”；

- 当向 HashSet 添加元素时，会先通过元素的 hashCode() 和 equals() 方法判断是否已存在，存在则不添加，从而实现自动去重；

- 优点：去重效率高（时间复杂度 O(1)），无需手动遍历判断重复。

3.2 TreeSet 排序原理

- TreeSet 底层基于红黑树实现，其核心特性是“**元素有序**”（默认按自然顺序升序）；

- 存储的元素必须实现 Comparable 接口（Integer 已实现），或在创建 TreeSet 时指定 Comparator 比较器；

- 优点：去重+排序一步到位，代码简洁，适合只需升序排序的场景。

3.3 Collections.sort() 排序特性

- Collections.sort(List) 是 Java 提供的工具方法，默认按自然顺序升序排序；

- 支持自定义排序规则，通过传入 Comparator 接口实现（Lambda 表达式可简化代码）；

- 灵活度高，可实现升序、降序或复杂排序逻辑，适合需要自定义排序的场景。

四、运行效果演示

4.1 方案1 运行结果

原始列表（含重复元素）：[5, 2, 8, 2, 10, 5, 3, 8]

去重后的列表（无序）：[2, 3, 5, 8, 10]

去重并升序排序后的列表：[2, 3, 5, 8, 10]

最终结果（ArrayList格式）：[2, 3, 5, 8, 10]

4.2 方案2 运行结果

原始列表（含重复元素）：[5, 2, 8, 2, 10, 5, 3, 8]

去重后的列表（无序）：[2, 3, 5, 8, 10]

去重并升序排序后的列表：[2, 3, 5, 8, 10]

去重并降序排序后的列表：[10, 8, 5, 3, 2]

五、扩展功能：控制台输入原始列表

若需从控制台接收用户输入的整数列表，可扩展如下：

```java

import java.util.ArrayList;import java.util.HashSet;import java.util.Scanner;import java.util.TreeSet;public class DeduplicationAndSortWithInput {public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);ArrayList originalList = new ArrayList<>();System.out.print("请输入整数（用空格分隔，输入完成后按回车）：");String input = scanner.nextLine();String[] numStrs = input.split(" ");// 转换为整数并添加到原始列表for (String str : numStrs) {originalList.add(Integer.parseInt(str));}// 去重+排序（方案1）HashSet uniqueSet = new HashSet<>(originalList);TreeSet sortedSet = new TreeSet<>(uniqueSet);System.out.println("原始列表：" + originalList);System.out.println("去重排序后：" + sortedSet);scanner.close();}}

```

**输入**：7 3 9 3 2 7 1 9

**输出**：

原始列表：[7, 3, 9, 3, 2, 7, 1, 9]

去重排序后：[1, 2, 3, 7, 9]