Java Set如何使用？

在Java中，Set接口用于存储不重复元素的集合。以下是使用Set的详细步骤及注意事项：

---

1. 创建Set实例

Set是接口，需通过实现类（如HashSet、TreeSet、LinkedHashSet）实例化：

Set<String> hashSet = new HashSet<>();       // 无序，基于哈希表
Set<String> treeSet = new TreeSet<>();       // 有序（自然或自定义排序），基于红黑树
Set<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<>(); // 保留插入顺序

---

2. 添加元素

使用add()方法添加元素，重复元素会被自动过滤：

hashSet.add("Apple");
hashSet.add("Banana");
hashSet.add("Apple");  // 不会被添加
System.out.println(hashSet); // 输出 [Apple, Banana]

---

3. 检查元素存在性

使用contains()方法检查元素是否存在：

boolean exists = hashSet.contains("Apple");  // true

---

4. 遍历元素

通过增强for循环或迭代器遍历：

// 增强for循环
for (String element : hashSet) {
    System.out.println(element);
}

// 使用迭代器
Iterator<String> iterator = hashSet.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    System.out.println(iterator.next());
}

---

5. 删除元素

• 删除单个元素：remove(Object o)

• 清空集合：clear()

hashSet.remove("Banana"); // 删除元素
hashSet.clear();          // 清空所有元素

---

6. 其他常用方法

• 获取大小：size()

• 判断空集合：isEmpty()

int size = hashSet.size();    // 元素数量
boolean isEmpty = hashSet.isEmpty(); // 是否为空

---

7. 排序与自定义顺序

使用TreeSet实现排序：

Set<Integer> sortedSet = new TreeSet<>();
sortedSet.add(3);
sortedSet.add(1);
sortedSet.add(2);
System.out.println(sortedSet); // 输出 [1, 2, 3]

// 自定义排序（逆序）
Set<String> customSet = new TreeSet<>(Comparator.reverseOrder());
customSet.add("Apple");
customSet.add("Banana");
System.out.println(customSet); // 输出 [Banana, Apple]

---

8. 处理自定义对象

需正确覆盖equals()和hashCode()方法以确保唯一性：

class Person {
    private String name;
    private int age;

    // 构造方法、getter、setter

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

// 使用示例
Set<Person> people = new HashSet<>();
people.add(new Person("Alice", 30));
people.add(new Person("Alice", 30)); // 视为重复，不会被添加

---

9. 允许null值

• 允许null：HashSet、LinkedHashSet（仅一个null元素）

• 禁止null：TreeSet（抛NullPointerException）

hashSet.add(null);  // 允许
treeSet.add(null);  // 抛出异常

---

10. 集合操作

• 并集：addAll(Collection<? extends E> c)

• 交集：retainAll(Collection<?> c)

• 差集：removeAll(Collection<?> c)

Set<String> set1 = new HashSet<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));
Set<String> set2 = new HashSet<>(Arrays.asList("B", "C", "D"));

set1.addAll(set2);        // set1 → [A, B, C, D]
set1.retainAll(set2);     // set1 → [B, C]
set1.removeAll(set2);     // set1 → []

---

11. 线程安全

默认Set实现非线程安全，可通过以下方式实现线程安全：

// 使用Collections工具类
Set<String> synchronizedSet = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());

// 使用并发容器（JUC包）
Set<String> concurrentSet = ConcurrentHashMap.newKeySet();

---

12. 性能对比

实现类	插入/删除/查询	顺序性	允许null
HashSet	O(1)（平均）	无序	允许
LinkedHashSet	O(1)	插入顺序	允许
TreeSet	O(log n)	自然或自定义排序	不允许

---

总结

• 去重场景：优先选择HashSet。

• 需要排序：使用TreeSet。

• 保持插入顺序：用LinkedHashSet。

• 自定义对象：务必正确实现equals()和hashCode()。

• 线程安全：使用Collections.synchronizedSet()或并发容器。