Java Set集合

最新推荐文章于 2025-07-18 21:25:44 发布

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本文介绍了Set接口的基本概念，其特点在于无序且不允许重复元素。通过示例展示了如何使用Set进行去重操作和集合运算，如并集、交集和差集。此外，还详细讲解了HashSet类，它是Set接口的一个实现，基于哈希表，用于高效存储不重复元素。

1. Set接口

1.1 Set接口概述

Set接口继承自Collection接口，所以与Collection接口中的方法基本一致，并没有对Collection接口进行功能上的扩充，只是比Collection接口更加严格。

Set集合的特点是无序且不可重复：

无序：不能保证按照添加元素的顺序来存放元素
不可重复：集合中不能存储两个用equals方法判断为相等的元素

可以利用Set集合不可重复的特点实现去重操作。

1.2 Set集合示例

编写代码，测试Set集合的使用。代码示意如下：

import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Set;
public class SetDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(7, 3, 1, 3, 5, 3, 1);
        // 创建Set集合对象，并将list集合中的元素添加到Set中
        Set<Integer> set = new HashSet<>(list);
        System.out.println(set); // 1, 3, 5, 7
        // 尝试添加重复元素
        boolean flag = set.add(1);
        System.out.println("flag: " + flag); // false
        System.out.println(set); // 1, 3, 5, 7
    }
}

1.3 集合运算

Set接口能利用相关方法实现数学上的集合运算，如并、交、差等：

常用的集合运算方法如下所示：

1.4 集合运算示例

import java.util.*;
public class SetDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list1 = Arrays.asList(1, 2, 3, 4);
        List<Integer> list2 = Arrays.asList(3, 4, 5, 6);
        Set<Integer> set1 = new HashSet<>(list1);
        Set<Integer> set2 = new HashSet<>(list2);
        System.out.println("set1: " + set1);
        System.out.println("set2: " + set2);
        // 求交集
        set1.retainAll(set2);
        System.out.println("set1 和 set2 交集："+set1);
        // 重置set1
        set1= new HashSet<>(list1);
        // 求并集
        set1.addAll(set2);
        System.out.println("set1 和 set2 并集："+set1);
        // 重置set1
        set1= new HashSet<>(list1);
        // 求补集
        set1.removeAll(set2);
        System.out.println("set1 和 set2 补集："+set1);
    }
}

2. HashSet

2.1 HashSet概述

HashSet是Java中实现了Set接口的集合类，它使用哈希表作为底层数据结构，用于存储唯一的元素。HashSet不保证元素的顺序，且不允许重复元素。

HashSet底层实际上是使用HashMap对象来存储数据，如下图所示。

以下是HashSet的一些特点：

1、HashSet基于哈希表，使用哈希函数将元素映射到对应的存储位置。

2、HashSet存储的元素是无序的，即元素的插入顺序与遍历顺序不一致。

3、HashSet不允许重复元素，每个元素只能出现一次。当尝试将重复元素添加到HashSet时，操作将被忽略。

4、HashSet的元素可以是任何对象，但需要正确实现hashCode()和equals()方法，以确保元素的唯一性。

5、HashSet允许使用null作为元素，但只能有一个null元素。

6、HashSet的插入、删除和查找操作具有常数时间复杂度（平均情况下为O(1)），提供了高效的性能。

2.2 HashSet示例

编写代码，测试HashSet的使用。代码示意如下：

import java.util.HashSet;
import java.util.Objects;
import java.util.Set;

public class HashSetDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Student1> set1 = new HashSet<>();
        set1.add(new Student1("Tom",18));
        set1.add(new Student1("Tom",18));
        System.out.println(set1);
        Set<Student2> set2 = new HashSet<>();
        set2.add(new Student2("Tom",18));
        set2.add(new Student2("Tom",18));
        System.out.println(set2);
    }
}

class Student1{
    String name;
    int age;
    public Student1(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student1{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

class Student2{
    String name;
    int age;
    public Student2(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Student2 student2 = (Student2) o;
        return age == student2.age && Objects.equals(name, student2.name);
    }

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

    @Override
    public String toString() {
        return "Student1{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}