如何避免在Java中的 TreeSet 中出现重复的用户定义对象？

当使用 Java 中的 TreeSet 时，我们需要确保插入的元素不会重复。对于基本数据类型，Java 提供了比较函数，因此我们可以轻松地避免这种情况。但是，对于用户定义的对象，我们需要重写 equals() 和 hashCode() 方法才能使用 TreeSet 进行元素无序且不重复的存储。

重写 equals() 方法

在 Java 中，Object 类的 equals() 方法用于比较对象的引用地址是否相等。由于我们可能需要比较对象的属性而非引用地址，因此我们需要重写 equals() 方法。以下是一些实现 equals() 方法的步骤：

1. 检查参数是否为空或是否是该类的实例。
2. 检查参数与当前对象的引用地址是否相等。
3. 将参数强制转换为该类的对象。
4. 检查需要比较的属性是否相等。

例如，以下是一个简单的用户定义对象（Person）及其重写的 equals() 方法的示例：

public class Person {
    private int id;
    private String name;

    // constructor, getters and setters
        
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (o == this) return true;
        if (!(o instanceof Person)) return false;
        Person p = (Person) o;
        return p.id == this.id && p.name.equals(this.name);
    }
}

在此示例中，我们首先检查参数是否为该类的实例， 然后检查参数与当前对象的引用地址是否相等。接下来，我们将参数强制转换为该类的对象，最后检查需要比较的属性是否相等，如果相等则返回 true。

重写 hashCode() 方法

Java 中的 hashCode() 方法返回对象的哈希码，用于在哈希表等数据结构中进行快速查找。当在 TreeSet 中使用用户定义的对象时，我们需要确保 hashCode() 方法生成与 equals() 方法相对应的哈希码。

以下是实现 hashCode() 方法的步骤：

1. 定义一个初始值非零且质数的 int 变量 result，例如 17。
2. 将需要比较的属性连接到 result 变量中。
3. 返回 result 变量值。

例如，与上面的例子相同，以下是一个简单的用户定义对象（Person）及其重写的 hashCode() 方法的示例：

@Override
public int hashCode() {
    int result = 17;
    result = 31 * result + this.id;
    result = 31 * result + this.name.hashCode();
    return result;
}

在此示例中，我们定义了初始值为 17 的 result 变量。然后，我们将 id 属性和 name 属性连接到 result 变量中。最后，我们返回 result 变量的值。

示例代码

以下是一个演示如何使用 TreeSet 存储用户定义对象的示例代码：

TreeSet<Person> set = new TreeSet<>();

set.add(new Person(1, "Alice"));
set.add(new Person(2, "Bob"));
set.add(new Person(1, "Alice"));

for (Person person : set) {
    System.out.println(person.getName());
}

在此示例中，我们创建了三个 Person 对象并将它们添加到 TreeSet 中。由于我们已经重写了 equals() 和 hashCode() 方法，因此插入第三个对象时不会出现重复元素。最终输出将是：

Alice
Bob

结论

当在 Java 中使用 TreeSet 存储用户定义对象时，我们需要重写 equals() 和 hashCode() 方法以确保元素不重复。在 equals() 方法中，我们应该比较对象的属性而非其引用地址。在 hashCode() 方法中，我们应该保证生成的哈希码与 equals() 方法相对应。