HashSet ในภาษา Java

ในบทนี้ คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับการใช้งาน HashSet ที่ใช้สำหรับเก็บข้อมูลที่ไม่ซ้ำกันในภาษา Java

HashSet เป็นออบเจ็คที่ใช้สำหรับเก็บข้อมูลที่ไม่ซ้ำกัน โดยข้อมูลจะถูกเก็บในรูปแบบของ Hash สำหรับการเปรียบเทียบความเท่ากันของข้อมูล มันเป็นออบเจ็คจากคลาส HashSet ซึ่งคลาสนี้ได้มีการ Implement อินเตอร์เฟซ Set<E> ที่มีเมธอดสำหรับการทำเกี่ยวกับเซ็ต นี่เป็นเนื้อหาในบทนี้

• การประกาศและใช้งาน HashSet
• การวนรอบค่าใน HashSet
• ตัวอย่างการใช้งาน HashSet

การประกาศและใช้งาน HashSet

ในการใช้งาน HashSet เพื่อเก็บข้อมูลที่ไม่ซ้ำกันเราจะต้องประกาศมันก่อน นี่เป็นรูปแบบที่ง่ายที่สุดในการประกาศออบเจ็ค HashSet ในภาษา Java

HashSet<E> set = new HashSet<E>();

ในรูปแบบการใช้งานเป็นการประกาศออบเจ็ค HashSet สำหรับเก็บข้อมูลประเภท E โดยที่ E นั้นสามารถเป็นคลาสใดๆ ในภาษา Java

เนื่องจาก HashSet นั้นเป็นคลาสที่ Implement มาจากอินเตอร์เฟซ Set<E> ดังนั้นในการประกาศออบเจ็ค เราสามารถใช้อินเตอร์เฟซ Set เป็นประเภทของออบเจ็คได้ดังนี้

Set<E> set = new HashSet<E>();

สำหรับตัวอย่างแรกในการใช้งาน HashSet เรามาใช้มันเก็บชื่อของสีซึ่งมีค่าเป็น String และเราจะแนะนำให้คุณรู้กับเมธอดพื้นฐานของ Set นี่เป็นตัวอย่าง

package com.marcuscode.hashset;

import java.util.HashSet;

public class HashSetEx1 {

    public static void main(String[] args) {

        HashSet<String> names = new HashSet<String>();

        // Add three names to set
        names.add("Metin");
        names.add("Jacob");
        names.add("Chris");

        // Count values in set
        System.out.println("Size: " + names.size());

        // Add same value in set
        names.add("Metin");
        System.out.println("Size: " + names.size());

        // Check if values are in the set
        System.out.println("Contain Metin?: " + names.contains("Metin"));
        System.out.println("Contain Foo?: " + names.contains("Foo"));

        // Remove item from the set
        names.remove("Chris");
        System.out.println("Size: " + names.size());

        // Remove all values from set
        names.clear();
        System.out.println("Is the set empty?: " + names.isEmpty());
        System.out.println("Size: " + names.size());

    }

}

นี่เป็นผลลัพธ์การทำงานของโปรแกรม

Size: 3
Size: 3
Contain Metin?: true
Contain Foo?: false
Size: 2
Is the set empty?: true
Size: 0

ในตัวอย่างนี้ เป็นการใช้งาน HashSet สำหรับเก็บชื่อของสีที่เป็น String และแสดงการใช้งานเมธอดพื้นฐานของ HashSet สำหรับการเพิ่ม การลบ และนับจำนวนข้อมูลภายใน Set

HashSet<String> names = new HashSet<String>();

คำสั่งนี้เป็นการสร้างออบเจ็คของ HashSet สำหรับเก็บข้อมูลประเภท String โดยการระบุคลาสของประเภทข้อมูลในวงเล็บ <String> จากนั้นเราสามารถใช้มันในการเก็บค่าของ String ใดๆ ในภาษา Java ได้

names.add("Metin");
names.add("Jacob");
names.add("Chris");

สิ่งแรกที่เราทำหลังจากประกาศออบเจ็คก็คือการเพิ่มข้อมูลเข้าไปยัง HashSet เพื่อเพิ่มข้อมูลเราใช้เมธอด add() เมธอดนี้จะทำการเพิ่มข้อมูลเข้าไปยัง Set หากค่าดังกล่าวไม่มีอยู่ ในตัวอย่างเป็นการเพิ่มสามรายชื่อเข้าไปยังออบเจ็ค names

System.out.println("Size: " + names.size());

เมธอด size() ส่งค่ากลับเป็นจำนวนของข้อมูลทั้งหมดที่ถูกเก็บใน HashSet เราสามารถใช้มันเพื่อนับว่ามีข้อมูลเท่าไหร่ที่ถูกเก็บไปแล้ว ในตัวอย่างเมธอดนี้ส่งค่ากลับเป็น 3

names.add("Metin");
System.out.println("Size: " + names.size());

ถ้าหากค่าที่เราเพิ่มเข้าไปยัง HashSet ด้วยเมธอด add() นั้นมีอยู่แล้ว ค่าดังกล่าวจะไม่ถูกเพิ่มเข้าไปอีก ดังนั้นในคำสั่งนี้ "Metin" จะไม่ถูกเพิ่มเข้าไปยัง Set อีกครั้ง และสังเกตว่าขนาดของ HashSet ยังคงเท่าเดิม

System.out.println("Contain Metin?: " + names.contains("Metin"));
System.out.println("Contain Foo?: " + names.contains("Foo"));

เพื่อตรวจสอบว่ามีข้อมูลที่ต้องการค้นหาอยู่ภายใน HashSet หรือไม่ เราใช้เมธอด contains() สำหรับการทำงานดังกล่าว เมธอดนี้ส่งค่ากลับเป็น Boolean ว่าค่าที่ต้องการตรวจสอบมีอยู่ใน Set หรือไม่

names.remove("Chris");

เราสามารถลบข้อมูลออกจาก HashSet ได้ด้วยเมธอด remove() เมื่อค่าถูกลบออกไปแล้ว การตรวจสอบว่านี้ด้วยเมธอด contains() จะส่งค่ากลับเป็น false

names.clear();
System.out.println("Is the set empty?: " + names.isEmpty());

ในขณะที่เมธอด remove() สำหรับลบค่าที่ระบุออกจาก HashSet เราสามารถใช้เมธอด clear() เพื่อลบข้อมูลทั้งหมดได้ จากนั้นเราตรวจสอบว่า Set ว่างอยู่หรือไม่ด้วยเมธอด isEmpty() เมธอดนี้ส่งค่ากลับเป็นจริง ถ้าหากจำนวนข้อมูลใน Set นั้นเป็น 0

การวนรอบค่าใน HashSet

ในการวนค่าทั้งหมดภายใน HashSet นั้นเราสามารถใช้เมธอด iterator() ที่ส่งค่ากลับเป็นออบเจ็ค Iterator ที่ใช้ร่วมกับคำสั่ง while loop เพื่อวนรอบค่าใน HashSet ได้

ในตัวอย่างนี้เป็นการวนรอบ HashSet ที่เก็บชื่อของภาษาเขียนโปรแกรม และแสดงค่าที่วนได้ออกทางหน้าจอ นี่เป็นตัวอย่าง

package com.marcuscode.hashset;

import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;

public class HashSetEx2 {

    public static void main(String[] args) {

        HashSet<String> languages = new HashSet<String>();

        languages.add("Java");
        languages.add("Scala");
        languages.add("Python");
        languages.add("C++");

        Iterator<String> it = languages.iterator();

        while (it.hasNext()) {
            String element = it.next();
            System.out.println(element);
        }
    }

}

นี่เป็นผลลัพธ์การทำงานของโปรแกรม

Java
C++
Scala
Python

ในตัวอย่างนี้ เราได้สร้าง HashSet สำหรับเก็บชื่อภาษาเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ จากนั้นแสดงค่าทั้งหมดใน Set ออกทางหน้าจอโดยการวนค่าจากออบเจ็ค Iterator ด้วยคำสั่ง while loop

HashSet<String> languages = new HashSet<String>();

และเช่นเดิม เราสร้างออบเจ็ค HashSet โดยระบุประเภทของข้อมูลที่ต้องการเก็บเป็น String เพื่อเก็บชื่อของภาษาเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ จากนั้นใช้เมธอด add() เพื่อเพิ่มข้อมูลจำนวน 4 รายชื่อเข้าไปยัง Set

Iterator<String> it = languages.iterator();

เพื่อวนค่าทั้งหมดภายใน HashSet เราสามารถใช้เมธอด iterator() เมธอดนี้ส่งค่ากลับเป็นออบเจ็ค Iterator ที่สามารถใช้วนเอาค่าใน Set ออกมาได้ โดยทั่วไปแล้วมันมักจะถูกใช้กับคำสั่งวนซ้ำ เช่น คำสั่ง while loop เป็นต้น

while (it.hasNext()) {
    String element = it.next();
    System.out.println(element);
}

จากนั้นเราใช้คำสั่ง while loop เพื่อวนเอาค่าในออบเจ็ค Iterator ออกมา โดยการเรียกใช้เมธอด next() เราได้ค่าที่เก็บใน Set มาจากออบเจ็ค Iterator ส่วนเมธอด hasNext() ใช้สำหรับตรวจสอบว่ายังมีข้อมูลเหลือให้วนอยู่อีกหรือไม่

ลำดับการวน: การวนรอบค่าใน HashSet นั้นไม่รับประกันว่าลำดับของการวนจะเหมือนกันทุกรอบเนื่องจากว่า HashSet ไม่ได้เก็บข้อมูลในรูปแบบของลำดับ นี่ก็เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความเร็วในการเพิ่ม ลบ ตรวจสอบ หรือวนรอบค่าใน Set

ตัวอย่างการใช้งาน HashSet

HashSet นั้นเป็นคลาสที่ช่วยอำนวยความสะดวกในการเขียนโปรแกรม เราสามารถนำมันมาประยุกต์ในการแก้ปัญหาต่างๆ ได้ เช่น การดำเนินการพื้นฐานเกี่ยวกับเซ็ต Intersection, Union, Difference หรือ Semantic difference เป็นต้น ในตัวอย่างนี้ จะเป็นการใช้งาน HashSet สำหรับลบค่าที่ซ้ำกันออกจากอาเรย์ นี่เป็นตัวอย่าง

package com.marcuscode.hashset;

import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;

public class HashSetEx3 {

    public static void main(String[] args) {

        int[] numbers = { 10, 20, 30, 40, 50, 20, 30, 30 };

        // Add numbers to set to make it unique
        HashSet<Integer> set = new HashSet<Integer>();
        for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
            set.add(numbers[i]);
        }

        // Convert set back to array
        int[] uniqueNumbers = new int[set.size()];
        Iterator<Integer> it = set.iterator();

        int index = 0;
        while (it.hasNext()) {
            int element = it.next();
            uniqueNumbers[index++] = element;
        }

        // Display all unique values
        System.out.println("Unique values in array");
        for (int i = 0; i < uniqueNumbers.length; i++) {
            System.out.print(uniqueNumbers[i] + " ");
        } 
    }

}

นี่เป็นผลลัพธ์การทำงานของโปรแกรม

Unique values in array
50 20 40 10 30 

ในตัวอย่างนี้ เป็นโปรแกรมสำหรับลบตัวเลขที่ซ้ำกันออกจากอาเรย์ โดยการแปลงอาเรย์ที่มีอยู่ให้เป็น HashSet จากนั้นแปลงมันกลับมาเป็นอาเรย์เช่นเดิม สุดท้ายเราจะได้อาเรย์ที่เหลือเพียงค่าที่ไม่ซ้ำกันเลย

int[] numbers = { 10, 20, 30, 40, 50, 20, 30, 30 };

ในคำสั่งแรกเป็นการประกาศตัวแปรอาเรย์ numbers สำหรับเก็บตัวเลขจำนวนเต็ม จะเห็นว่าในอาเรย์นั้นประกอบไปด้วยตัวเลขที่ซ้ำกันอยู่ สิ่งที่เราต้องการทำคือทำให้ค่าที่ซ้ำกันเหลือเพียงค่าเดียวเท่านั้น

HashSet<Integer> set = new HashSet<Integer>();

จากนั้นเป็นการสร้างออบเจ็ค HashSet สำหรับเก็บตัวเลขจำนวนเต็ม เนื่องจากค่าที่เราต้องการเก็บนั้นมีประเภทข้อมูลเป็น int ดังนั้นคลาสของประเภทข้อมูลนี้คือ Integer สำหรับใช้กำหนดให้กับ Set

for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
    set.add(numbers[i]);
}

จากนั้นใช้คำสั่ง for loop วนรอบอาเรย์และเพิ่มค่าเข้าไปยัง HashSet และในตอนท้ายเราจะได้ค่าที่ไม่ซ้ากันภายในออบเจ็ค set

int[] uniqueNumbers = new int[set.size()];
Iterator<Integer> it = set.iterator();

int index = 0;
while (it.hasNext()) {
    int element = it.next();
    uniqueNumbers[index++] = element;
}

ต่อมาเป็นการแปลงข้อมูลใน HashSet กลับมาเป็นอาเรย์ของตัวเลข เราได้สร้างอาเรย์ของตัวเลข uniqueNumbers จากขนาดของ HashSet จากนั้นใช้ Iterator เพื่อวนรอบค่าใน Set และเพิ่มเข้าไปยังอาเรย์ใหม่ที่สร้างขึ้นมา

System.out.println("Unique values in array");
for (int i = 0; i < uniqueNumbers.length; i++) {
    System.out.print(uniqueNumbers[i] + " ");
} 

ในตอนท้าย เราจะได้รับค่าที่ไม่ซ้ำกันในอาเรย์ uniqueNumbers และใช้คำสั่ง for loop เพื่อวนแสดงค่าทั้งหมดออกทางหน้าจอ

ในบทนี้ คุณได้เรียนรู้การใช้งาน HashSet สำหรับเก็บข้อมูลที่ไม่ซ้ำกันในภาษา Java เราได้พูดถึงการใช้งานเมธอดของ HashSet สำหรับการเพิ่ม ลบ และตรวจสอบค่า และการวนรอบค่าใน HashSet ด้วย Iterator