浅谈:hashSet集合是有序还是无序的/hashSet集合具有唯一性,为何可以存入相同内容的元素

package Set;
import java.util.Collections;
import java.util.HashSet;
public class HashSetDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //HashSet集合底层的数据结构是哈希表,是一种二级数据结构,哈希表是由数组+链表实现的
        //Set集合的特点是元素唯一,因为它的体系中虽然HashSet集合存取数据的顺序是无序的(当然了这里也可能是有序),
        //   但是通过深入分析,我们其实可以看到,我们认知的有序指的是存取有序,HashSet集合是根据哈希值对16取余来决定存放到哪个水桶中,深入到底层中也是存在顺序的
        //HashSet集合有0~15的索引的数组。
        HashSet<dog> hashSet = new HashSet<>();
        Collections.addAll(hashSet,new dog("乖乖",1),new dog("招财",3),new dog("招财",3));
        //我们在集合中存储了三个元素,假设传入的两个招财都是同一条狗,但是通过打印集合我们可以看到把两个狗都添加进去了
        System.out.println(hashSet);
        ![打印集合结果](https://img-blog.csdnimg.cn/209db4aa0ea1419b9f4f43fae96ecbd2.png#pic_center)

        //思考:HashSet集合应该是元素唯一的,可是内容相同的元素又可以添加到集合中,这里为什么出现这种情况呢?
        //我们要先知道一个方法 public int hashCode(),此方法是Object类的本地方法,任何对象通过调用hashCode方法都会返回对应的哈希值,默认是根据地址值生成的
        //我们还要知道的,因为int数据是-2147483648~2147483647,如果当元素足够多,对象调用hashCode方法得到的数据肯定会有重复的,这也就是所谓的哈希碰撞。
        //HashSet集合的底层数据结构是数组+链表,创建该集合时,它会初始化一个长度为16的数组,每个数组中存放链表节点。它的存储特点就是由哈希值决定的,它会让每个元素调用hashCode方法,让哈希值对16取余,余数为几就存储到第几个水桶,判断该水桶中是否有元素,如果没有元素,就当作当前水桶的头节点存入
        //如果存入水桶中有元素,(1)先判断比较该元素的哈希值与水桶的哈希值,即使两个元素的哈希值都相同,系统也不会认为元素是重复的,因为可能会出现哈希碰撞,虽然可能性比较小,但是也有可能发生
        //(2)接下来会使用equals方法对要存入的元素的地址值与水桶中元素的地址值比较,因为对象都是new出来的,在堆空间中的地址都是唯一的,所以不管内容是否相同,都会存入到集合中

        //到这里我们可以明确了,hashSet集合存储数据元素,是由哈希值决定,而哈希值底层是通过地址值来决定的。原来在hashSet集合中判断元素是否重复 归根结底是判断两个元素的地址值!
        //而我们添加元素其实根本就不想通过地址值,而是想通过判断内容。

        //解决思路:
        //在对象元素的类中重写equals以及hashCode方法。
        //重写后的equals方法底层是对内容进行比较的,hashCode方法也是根据内容进行生成的。
        //重写后,集合存入数据,它依旧会让每个元素调用hashCode方法获取哈希值,我们要知道现在的哈希值是通过内容生成的,所以如果要存入的水桶中有元素,判断与水桶中的元素的哈希值是否相同,不同的话直接存入,
        //相同的话会认为出现哈希碰撞,(2)使用equals方法对元素之间的内容进行判断,如果不同就存入到集合中,如果为true就可以明确这是一个重复元素了!
![dog类对equals和hashCode方法进行重写](https://img-blog.csdnimg.cn/fe43f68905894a228cd910e287925379.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBAYmFpMjU5MjU3,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16#pic_center)
}
}
### Java `HashSet` 使用方法及特点 #### 一、`HashSet` 基本概念 `HashSet` 实现了 `Set` 接口,它基于哈希表实现。此集合不允许存储重复元素,并且不保证元素的迭代顺序[^1]。 #### 二、创建并操作 `HashSet` ```java // 创建 HashSet 对象 import java.util.HashSet; public class Main { public static void main(String[] args) { // 初始化 HashSet HashSet<String> set = new HashSet<>(); // 添加元素HashSet 中 set.add("Apple"); set.add("Banana"); set.add("Orange"); // 尝试添加已存在的元素 boolean isAdded = set.add("Apple"); // 返回 false 表明未成功加入 System.out.println(isAdded); // 输出: false System.out.println(set.size()); // 输出: 3 (因为 "Apple" 已经存在) // 移除指定元素 set.remove("Banana"); // 判断是否存在某个元素 boolean containsElement = set.contains("Orange"); System.out.println(containsElement); // true 如果该元素存在于集合中 // 遍历 HashSet 内部的所有元素 for (String fruit : set) { System.out.println(fruit); } } } ``` #### 三、`HashSet` 特性 - **无序性**:`HashSet` 不维护任何特定顺序来保存其内部项;因此,在遍历时无法预测返回项目的顺序。 - **不可重复性**:由于实现了 `Set` 接口,所以同一个对象只能被存入一次。当尝试向其中插入相同内容时会失败(即不会改变原有状态),这依赖于对象自身的 `hashCode()` 和 `equals(Object obj)` 方法来进行比较[^2]。 - **线程不安全**:默认情况下不是同步化的容器类,如果多个线程并发访问,则需外部提供额外保护机制以确保安全性。 为了使自定义类型的实例能够在 `HashSet` 中正常工作——特别是要达到预期中的唯一性和查找效率——通常建议开发者覆写这两个函数(`hashCode()`, `equals(Object obj)`),从而让 JVM 能够依据这些逻辑判定两个不同引用所指向的对象是否相等以及计算散列码用于定位桶位置[^3]。
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