17-5:LinkedHashSet有序且为链表,HashSet无序

本文详细介绍了Java中HashSet和LinkedHashSet的区别及使用方法,包括它们的添加、迭代和基本操作。
package cn.itcast.p4.hashset.demo;

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

public class LinkedHashSetDemo {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {

		HashSet hs = new LinkedHashSet();
		
		hs.add("hahah");
		hs.add("hehe");
		hs.add("heihei");
		hs.add("xixii");
//		hs.add("hehe");
		
		Iterator it = hs.iterator();
		
		while(it.hasNext()){
			System.out.println(it.next());
		}
	}

}


package cn.itcast.p4.hashset.demo;

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

public class HashSetDemo {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {

		HashSet hs = new HashSet();
		
		hs.add("hehe");
//		hs.add("heihei");
		hs.add("hahah");
		hs.add("xixii");
		hs.add("hehe");
		
		Iterator it = hs.iterator();
		
		while(it.hasNext()){
			System.out.println(it.next());
		}
	}

}

package cn.itcast.p4.hashset.test;

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

import cn.itcast.p.bean.Person;

public class HashSetTest {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {

		
		HashSet hs = new HashSet();

		
		hs.add(new Person("lisi4",24));
		hs.add(new Person("lisi7",27));
		hs.add(new Person("lisi1",21));
		hs.add(new Person("lisi9",29));
		hs.add(new Person("lisi7",27));
		
		
		Iterator it = hs.iterator();
		
		while(it.hasNext()){
			Person p = (Person)it.next();
			System.out.println(p);
//			System.out.println(p.getName()+"...."+p.getAge());
		}
	}

}


<think>我们被要求回答HashSetLinkedHashSet和TreeSet的区别。根据之前的引用内容,我们可以从以下几个方面进行对比: 1. 底层实现 2. 元素唯一性 3. 元素排序/顺序特性 4. 性能比较(插入、删除、查找) 5. 适用场景 此外,我们还需要注意回答的结构,使用适当的标题,并在最后生成相关问题。 根据引用[1][2][3][4]的内容,我们可以总结如下: 1. 底层实现: - HashSet: 基于HashMap实现,使用哈希表(数组+链表/红黑树)。 - LinkedHashSet: 继承自HashSet,底层使用LinkedHashMap,维护了一个双向链表来记录插入顺序。 - TreeSet: 基于TreeMap实现,使用红黑树(自平衡二叉查找树)。 2. 元素唯一性:三者都实现了Set接口,因此都不允许重复元素。 3. 元素排序/顺序特性: - HashSet无序,不保证元素的任何顺序(迭代顺序可能变化)。 - LinkedHashSet:按照元素插入的顺序进行排序(即插入顺序)。 - TreeSet:按照元素的自然顺序(实现Comparable接口)或者根据提供的Comparator进行排序(树的有序结构保证)。 4. 性能比较: - HashSet:插入、删除和查找操作的时间复杂度通常为$O(1)$(在哈希函数分散均匀的情况下)。 - LinkedHashSet:由于需要维护双向链表,性能略低于HashSet,但迭代顺序可预测,且迭代性能比HashSet好(因为链表连接了所有元素)。 - TreeSet:插入、删除和查找操作的时间复杂度为$O(\log n)$,因为需要维护红黑树的平衡。 5. 允许null值: - HashSetLinkedHashSet允许一个null元素。 - TreeSet不允许null元素(因为需要比较,null无法比较)。 6. 线程安全:三者都不是线程安全的。 7. 适用场景: - HashSet:当不需要维护顺序,只需要高效地添加、删除和判断元素是否存在时使用。 - LinkedHashSet:当需要维护元素的插入顺序时使用。 - TreeSet:当需要元素按照排序顺序(升序或降序)时使用。 我们按照以上要点组织答案。 </think>### HashSetLinkedHashSet与TreeSet的核心区别 以下是Java中三种Set实现的对比总结,涵盖底层实现、排序特性、性能表现和适用场景: | **特性** | **HashSet** | **LinkedHashSet** | **TreeSet** | |------------------|--------------------------------|--------------------------------------|--------------------------------| | **底层实现** | 基于`HashMap`(哈希表+链表/红黑树) | 继承`HashSet`,底层为`LinkedHashMap`(哈希表+双向链表) | 基于`TreeMap`(红黑树) | | **元素唯一性** | ✅ 不允许重复元素 | ✅ 不允许重复元素 | ✅ 不允许重复元素 | | **排序特性** | ❌ 完全无序 | ✅ 保留插入顺序 | ✅ 自然排序或自定义排序(`Comparator`) | | **`null`支持** | ✅ 允许1个`null`元素 | ✅ 允许1个`null`元素 | ❌ 禁止`null`(需可比较) | | **时间复杂度** | $O(1)$(理想情况) | $O(1)$(操作略慢于`HashSet`) | $O(\log n)$(所有操作) | | **内存开销** | 较低(仅哈希表) | 较高(额外维护链表指针) | 较高(红黑树结构) | | **线程安全** | ❌ 非线程安全 | ❌ 非线程安全 | ❌ 非线程安全 | #### 详细解析 1. **底层实现与排序差异** - **HashSet**:通过`hashCode()`定位存储桶位置,迭代顺序不可预测(如`[A,C,B]`)。 - **LinkedHashSet**:在`HashSet`基础上增加双向链表,严格保持插入顺序(如`[A,B,C]`)[^1][^4]。 - **TreeSet**:通过红黑树实现自动排序(默认自然顺序,如字母升序`[A,B,C]`),可自定义`Comparator`[^3]。 2. **性能对比** - **插入/查找效率**: - `HashSet` ≈ `LinkedHashSet` > `TreeSet` - 原因:`HashSet`和`LinkedHashSet`基于哈希表(常数时间),`TreeSet`需维护红黑树平衡(对数时间)[^3]。 - **迭代效率**: - `LinkedHashSet` > `TreeSet` > `HashSet` - 原因:`LinkedHashSet`链表遍历直接有序,`TreeSet`中序遍历有序,`HashSet`需扫描全部哈希桶[^2]。 3. **适用场景建议** - **HashSet**:高频读写场景,不关心顺序(如去重统计)。 ```java Set<String> cache = new HashSet<>(); // 网页URL去重缓存 ``` - **LinkedHashSet**:需保留操作历史的场景(如用户操作记录)。 ```java Set<String> userActions = new LinkedHashSet<>(); // 记录用户点击顺序 ``` - **TreeSet**:需动态排序的场景(如排行榜)。 ```java Set<Integer> highScores = new TreeSet<>(Comparator.reverseOrder()); // 游戏分数降序 ``` #### 关键注意事项 - **哈希碰撞影响**:`HashSet`和`LinkedHashSet`性能受`hashCode()`质量影响,碰撞过多会导致退化为$O(n)$[^3]。 - **线程安全方案**:三者均非线程安全,推荐: ```java Set<String> safeSet = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>()); // 同步包装 Set<String> concurrentSet = new ConcurrentSkipListSet<>(); // 并发有序集合 ``` - **扩展选择**: - 需线程安全+排序 → `ConcurrentSkipListSet` - 需高并发+无序 → `CopyOnWriteArraySet`
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