1. 概述
集合是表示唯一元素集合的便捷方式。
在本教程中，我们将详细了解这意味着什么以及如何在Java中使用它。
2. 集合理论
2.1 什么是集合？
集合只是一组唯一的事物。因此，任何集合的一个显著特征是它不包含重复项。
我们可以将任何我们喜欢的东西放入一个集合中。但是，我们通常使用集合将具有共同特征的事物组合在一起。例如，我们可以有一组车辆或一组动物。
让我们使用两组整数作为一个简单的例子：
setA : {1, 2, 3, 4}
setB : {2, 4, 6, 8}
我们可以通过简单地将值放入圆圈来将集合显示为图表：
像这样的图被称为维恩图，它为我们提供了一种有用的方式来显示集合之间的交互，我们将在后面看到。
2.2 集合的交集
术语交集表示不同集合的公共值。
我们可以看到两个集合中都存在整数2和4，所以setA和setB的交集是2和4，因为这些是我们两个集合共有的值。
setA intersection setB = {2, 4}
为了在图中显示交集，我们合并两个集合并突出显示两个集合共有的区域：
2.3 集合的并集
术语并集意味着组合不同集合的值。
因此，让我们创建一个新集合，它是我们示例集合的并集。我们已经知道集合中不能有重复值。但是，我们的集合有一些重复值(2和4)。因此，当我们合并两个集合的内容时，我们需要确保删除重复项。所以我们最终得到1、2、3、4、6和8。
setA union setB = {1, 2, 3, 4, 6, 8}
同样，我们可以在图中显示并集。因此，让我们合并两个集合并突出显示代表并集的区域：
2.4 集合的相对补集
术语相对互补是指一个集合中不在另一个集合中的值，它也被称为集合差。
现在让我们创建新的集合，它们是setA和setB的相对互补。
relative complement of setA in setB = {6, 8}
relative complement of setB in setA = {1, 3}
现在，让我们突出显示setA中不属于setB的区域。这给了我们setA中setB的相对补集：
2.5 子集和超集
子集只是较大集合的一部分，较大集合称为超集。当我们有子集和超集时，两者的并集等于超集，交集等于子集。
3. 使用java.util.Set实现集合操作
为了了解我们如何在Java中执行集合操作，我们将使用示例集合并实现交集、并集和相对补集。因此，让我们从创建我们的整数示例集合开始：
private Set<Integer> setA = setOf(1,2,3,4);
private Set<Integer> setB = setOf(2,4,6,8);
private static Set<Integer> setOf(Integer... values) {
return new HashSet<Integer>(Arrays.asList(values));
}
3.1 交集
首先，我们将使用retainAll方法来创建示例集合的交集。因为retainAll直接修改集合，所以我们将制作一个名为intersectSet的setA的副本。然后我们将使用retainAll方法来保留也在setB中的值：
Set<Integer> intersectSet = new HashSet<>(setA);
intersectSet.retainAll(setB);
assertEquals(setOf(2,4), intersectSet);
3.2 并集
现在让我们使用addAll方法来创建示例集合的并集。addAll方法将提供的集合的所有成员添加到另一个集合。同样，当addAll直接更新集合时，我们将创建一个名为unionSet的setA副本，然后将setB添加到其中：
Set<Integer> unionSet = new HashSet<>(setA);
unionSet.addAll(setB);
assertEquals(setOf(1,2,3,4,6,8), unionSet);
3.3 相对补集
最后，我们将使用removeAll方法在setA中创建setB的相对补集。我们知道我们想要setA中不存在于setB中的值，所以我们只需要从setA中删除所有也在setB中的元素：
Set<Integer> differenceSet = new HashSet<>(setA);
differenceSet.removeAll(setB);
assertEquals(setOf(1,3), differenceSet);
4. 用Stream实现集合操作
4.1 交集
让我们使用Streams创建集合的交集。
首先，我们将setA中的值获取到流中。然后我们将过滤流以保留所有也在setB中的值。最后，我们将结果收集到一个新的Set中：
Set<Integer> intersectSet = setA.stream()
.filter(setB::contains)
.collect(Collectors.toSet());
assertEquals(setOf(2,4), intersectSet);
4.2 并集
现在让我们使用静态方法Stream.concat将集合的值添加到单个流中。
为了从集合的串联中获得并集，我们需要删除所有重复项。我们将通过简单地将结果收集到一个Set中来做到这一点：
Set<Integer> unionSet = Stream.concat(setA.stream(), setB.stream())
.collect(Collectors.toSet());
assertEquals(setOf(1,2,3,4,6,8), unionSet);
4.3 相对补集
最后，我们将在setA中创建setB的相对补集。
正如我们在交集示例中所做的那样，我们首先将setA中的值获取到流中。这次我们将过滤流以删除也在setB中的任何值。然后，我们会将结果收集到一个新的Set中：
Set<Integer> differenceSet = setA.stream()
.filter(val -> !setB.contains(val))
.collect(Collectors.toSet());
assertEquals(setOf(1,3), differenceSet);
5. 集合运算的实用程序库
现在我们已经了解了如何使用纯Java执行基本的集合操作，让我们使用几个实用程序库来执行相同的操作。使用这些库的一个好处是方法名称清楚地告诉我们正在执行什么操作。
5.1 依赖项
为了使用Guava Sets和Apache Commons Collections SetUtils，我们需要添加它们的依赖项：
<dependency>
<groupId>com.google.guava</groupId>
<artifactId>guava</artifactId>
<version>31.0.1-jre</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.commons</groupId>
<artifactId>commons-collections4</artifactId>
<version>4.3</version>
</dependency>
5.2 Guava Sets
让我们使用Guava Sets类对我们的示例集合执行交集和并集。为此，我们可以简单地使用Sets类的静态方法union和intersection：
Set<Integer> intersectSet = Sets.intersection(setA, setB);
assertEquals(setOf(2,4), intersectSet);
Set<Integer> unionSet = Sets.union(setA, setB);
assertEquals(setOf(1,2,3,4,6,8), unionSet);
查看我们的Guava Sets文章以了解更多信息。
5.3 Apache Commons Collections
现在让我们使用Apache Commons Collections中的SetUtils类的intersection和union静态方法：
Set<Integer> intersectSet = SetUtils.intersection(setA, setB);
assertEquals(setOf(2,4), intersectSet);
Set<Integer> unionSet = SetUtils.union(setA, setB);
assertEquals(setOf(1,2,3,4,6,8), unionSet);
查看我们的Apache Commons Collections SetUtils教程以了解更多信息。
6. 总结
我们了解了如何对集合执行一些基本操作，以及如何以多种不同方式实现这些操作的详细信息。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
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