Java集合-HashSet的使用及与LinkedHashSet、TreeSet的对比

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本文详细介绍了HashSet的概念及使用方法，包括创建、添加、删除等操作，并对比了HashSet与LinkedHashSet、TreeSet的区别，最后深入分析了HashSet的底层实现原理。

一、HashSet 概述

HashSet 实现了 Set 接口。
HashSet 基于 HashMap 来实现，是一个不允许有重复元素的集合。
HashSet 允许有 null 值。
HashSet 是无序的，即不会记录插入的顺序。
HashSet 不是线程安全的。

二、HashSet 的使用

2.1 创建

import java.util.HashSet;

HashSet<T> newSet = new HashSet<T>();

2.2 添加元素

set无重复元素的特性，重复添加同值只存放一个。

newSet.add("hello");

2.3 删除元素

newSet.remove("hello");

2.4 是否包含某元素

boolean newSet.contains(T t)

2.5 获取大小

newSet.size();

2.6 遍历集合

可以使用for-each遍历元素

for(T t : newSet) {
    System.out.println(t);
}

2.7 清空集合

newSet.clear();

三、HashSet LinkedHashSet 和 TreeSet 三者的对比

1、HashSet、LinkedHashSet 和 TreeSet 都是 Set 接口的实现类，都能保证元素唯一，并且都不是线程安全的。

2、HashSet、LinkedHashSet 和 TreeSet 的主要区别在于底层数据结构不同。

HashSet 的底层数据结构是哈希表（基于 HashMap 实现）。
LinkedHashSet 的底层数据结构是链表和哈希表，元素的插入和取出顺序满足 FIFO。
TreeSet 底层数据结构是红黑树，元素是有序的，排序的方式有自然排序和定制排序。

3、底层数据结构不同又导致这三者的应用场景不同。

HashSet 用于不需要保证元素插入和取出顺序的场景，
LinkedHashSet 用于保证元素的插入和取出顺序满足 FIFO 的场景，
TreeSet 用于支持对元素自定义排序规则的场景。

四、源码分析 HashSet 添加过程

HashSet 内部使用 HashMap 来存放数据，HashSet 元素值放入 HashMap 的 key 里，由 HashMap key的唯一性，保证了 HashSet 元素的唯一性。

内部HashMap 的 value 存放的值可以理解为一个常量，final Object PRESENT = new Object()。

	//底层使用了HashMap存储数据。
    private transient HashMap<E,Object> map;
    //用来填充底层数据结构HashMap中的value，因为HashSet只用key存储数据。
    private static final Object PRESENT = new Object();

	public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }