Java中Set集合的概念

 java.util.Set  是 Java 集合框架的子接口，继承自  Collection  接口，核心特征是存储的元素无序且不可重复，不支持通过索引访问元素。

 

一、核心特性

 

1. 元素唯一性

Set 集合不允许存储重复元素，判断元素是否重复的依据是  equals()  方法和  hashCode()  方法——两个元素若  equals()  返回  true ，则  hashCode()  必须相等，反之不一定。当向 Set 中添加重复元素时， add()  方法会返回  false ，且集合不会发生变化。

2. 无序性

这里的无序指元素不会按插入顺序保存，也没有索引下标。遍历 Set 集合时，元素的输出顺序可能与插入顺序不同，具体表现由不同实现类决定。

3. 允许存储 null 元素

大部分 Set 实现类（如  HashSet ）支持存储一个  null  元素， TreeSet  则不支持，向其存入  null  会抛出  NullPointerException 。

4. 线程不安全

常用的  HashSet 、 TreeSet  等实现类默认线程不安全，若多线程并发修改，需手动通过  Collections.synchronizedSet()  方法包装成线程安全的集合。

 

二、常用实现类

 

1. HashSet

基于  HashMap  实现，元素会作为 HashMap 的 key 存储。它的存取效率高，时间复杂度接近 O(1)；元素无序；允许存储一个 null 元素；依赖  hashCode()  和  equals()  保证元素唯一性。

2. LinkedHashSet

基于  LinkedHashMap  实现，继承自  HashSet 。它兼具 HashSet 的元素唯一性，同时会维护元素的插入顺序，遍历顺序与插入顺序一致；存取效率略低于 HashSet。

3. TreeSet

基于红黑树实现。元素会自动按自然顺序（需实现  Comparable  接口）或指定比较器（ Comparator ）排序；不允许存储 null 元素；存取、查找的时间复杂度为 O(log n)；元素唯一性通过比较器或  compareTo()  方法判断。

 

三、常用方法

 

Set 接口继承自  Collection  接口，常用方法如下：

 

1. 添加元素： boolean add(E e)  —— 添加成功返回  true ，元素重复返回  false ； boolean addAll(Collection<? extends E> c)  —— 添加另一个集合的所有元素。

2. 删除元素： boolean remove(Object o)  —— 删除指定元素，成功返回  true ； void clear()  —— 清空集合。

3. 判断元素： boolean contains(Object o)  —— 判断集合是否包含指定元素； boolean isEmpty()  —— 判断集合是否为空。

4. 获取长度： int size()  —— 返回集合中元素的个数。

5. 遍历方式：支持增强 for 循环、迭代器（Iterator）遍历，不支持普通 for 循环（无索引）。

 

四、使用注意事项

 

1. 向 Set 中存储自定义对象时，必须重写  equals()  和  hashCode()  方法，否则无法保证元素唯一性，因为默认会使用 Object 类的方法，比较的是对象地址。

2.  TreeSet  存储的元素要么实现  Comparable  接口，要么在创建 TreeSet 时传入  Comparator  比较器，否则会抛出  ClassCastException 。

3.  HashSet  的元素顺序可能受元素  hashCode  影响，不要依赖其遍历顺序；若需有序，优先使用  LinkedHashSet 。