Java Set 集合详解：从基础语法到实战应用，彻底掌握去重与唯一性集合
作为一名 Java 开发工程师，你一定在实际开发中遇到过需要去重、唯一性校验、快速查找等场景。这时候，Set 集合 就成为你不可或缺的工具。
本文将带你全面掌握：
Set接口的定义与核心方法- 常见实现类（如
HashSet、TreeSet、LinkedHashSet） Set的去重原理（equals()与hashCode()）Set的遍历、增删查改、集合运算（交集、并集、差集）Set在实际业务中的应用场景- 线程安全与并发使用的最佳实践
并通过丰富的代码示例和真实项目场景讲解，帮助你写出更高效、结构更清晰的 Java 集合代码。
🧱 一、什么是 Set 集合？
Set 是 Java 集合框架中 Collection 接口的子接口之一，它表示一个不包含重复元素的集合。
✅ Set 的核心特性：
| 特性 | 描述 |
|---|---|
| 不允许重复 | 元素不能重复（通过 equals() 和 hashCode() 判断） |
| 无序 | 默认不保证插入顺序（LinkedHashSet 除外） |
| 无索引访问 | 不能通过索引获取元素 |
| 支持泛型 | 推荐使用泛型来保证类型安全 |
| 适用于唯一性操作 | 如去重、集合运算、快速查找等 |
🔍 二、Set 的常见实现类
| 实现类 | 特点 | 适用场景 |
|---|---|---|
HashSet | 基于哈希表实现，无序，查找快 | 默认唯一性集合 |
LinkedHashSet | 哈希表 + 双向链表，保持插入顺序 | 保持顺序的唯一集合 |
TreeSet | 基于红黑树实现，自动排序 | 需要排序的唯一集合 |
ConcurrentSkipListSet | 线程安全，基于跳表实现 | 高并发下排序集合 |
🧠 三、Set 的基本操作
✅ 1. 创建与初始化
// 使用 HashSet 初始化
Set<String> set = new HashSet<>();// 静态初始化
Set<String> set2 = new HashSet<>(Arrays.asList("Java", "Python", "C++"));// 不可变集合（Java 9+）
Set<String> set3 = Set.of("A", "B", "C");✅ 2. 添加元素
set.add("Java"); // 添加元素
set.add("Java"); // 不会重复添加
set.addAll(Arrays.asList("Python", "JavaScript")); // 添加集合✅ 3. 删除元素
set.remove("Java"); // 删除指定元素
set.clear(); // 清空集合✅ 4. 查询元素
boolean contains = set.contains("Java"); // 是否包含某个元素
int size = set.size(); // 获取集合大小
boolean isEmpty = set.isEmpty(); // 是否为空✅ 5. 遍历方式对比
| 遍历方式 | 示例 | 特点 |
|---|---|---|
| 增强 for 循环 | for (String s : set) | 简洁易读 |
| Iterator 迭代器 | Iterator<String> it = set.iterator(); while (it.hasNext()) | 支持在遍历中删除 |
| Stream 流式处理 | set.stream().forEach(System.out::println) | 支持过滤、映射、排序等操作 |
🔁 四、Set 的高级操作
✅ 1. 集合运算（交集、并集、差集）
Set<String> set1 = new HashSet<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));
Set<String> set2 = new HashSet<>(Arrays.asList("B", "C", "D"));// 并集
Set<String> union = new HashSet<>(set1);
union.addAll(set2);// 交集
Set<String> intersection = new HashSet<>(set1);
intersection.retainAll(set2);// 差集
Set<String> difference = new HashSet<>(set1);
difference.removeAll(set2);✅ 2. 排序（使用 TreeSet）
Set<String> sortedSet = new TreeSet<>();
sortedSet.addAll(Arrays.asList("Banana", "Apple", "Orange"));// 输出顺序：Apple, Banana, Orange✅ 3. 保持插入顺序（使用 LinkedHashSet）
Set<String> orderedSet = new LinkedHashSet<>();
orderedSet.add("First");
orderedSet.add("Second");
orderedSet.add("Third");// 遍历时顺序不变✅ 4. 转换为 List 或数组
List<String> list = new ArrayList<>(set);
String[] array = set.toArray(new String[0]);🧪 五、Set 的实际应用场景
场景1：去重处理（最常见用途）
List<String> duplicates = Arrays.asList("a", "b", "a", "c");
Set<String> unique = new HashSet<>(duplicates); // {"a", "b", "c"}场景2：权限校验（判断是否包含权限）
Set<String> permissions = new HashSet<>(Arrays.asList("read", "write", "admin"));if (permissions.contains("delete")) {// 执行删除操作
}场景3：数据同步与差异检测（如数据库对比）
Set<String> dbUsers = getFromDB(); // 数据库中的用户
Set<String> fileUsers = getFromFile(); // 文件中的用户Set<String> toAdd = new HashSet<>(fileUsers);
toAdd.removeAll(dbUsers); // 需要新增的用户Set<String> toRemove = new HashSet<>(dbUsers);
toRemove.removeAll(fileUsers); // 需要删除的用户场景4：使用 TreeSet 实现自动排序的去重集合
Set<Integer> numbers = new TreeSet<>();
numbers.addAll(Arrays.asList(5, 3, 8, 1, 3));
// 输出顺序：1, 3, 5, 8场景5：线程安全的 Set（多线程环境）
Set<String> safeSet = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());// 或使用并发集合
Set<String> concurrentSet = new CopyOnWriteArraySet<>();🚫 六、常见误区与注意事项
| 误区 | 正确做法 |
|---|---|
忘记重写 equals() 和 hashCode() | 自定义类作为 Set 元素时必须重写 |
使用 == 比较字符串 | 使用 equals() 或 Objects.equals() |
| 在遍历中直接删除元素 | 使用 Iterator.remove() |
忘记初始化 Set 就使用 | 先 new HashSet<>() |
| 忽略线程安全问题 | 多线程使用 CopyOnWriteArraySet 或同步包装 |
错误使用 Set.of() 修改列表 | Set.of(...) 是不可变集合，修改会抛出异常 |
🧱 七、Set 与 List 的区别对比
| 对比项 | Set | List |
|---|---|---|
| 是否允许重复 | 不允许 | 允许 |
| 是否有序 | 不保证顺序（LinkedHashSet 除外） | 有序 |
| 是否支持索引访问 | 不支持 | 支持 |
| 是否适合去重 | 非常适合 | 不适合 |
| 常用实现类 | HashSet, TreeSet, LinkedHashSet | ArrayList, LinkedList |
📊 八、总结：Java Set 核心知识点一览表
| 内容 | 说明 |
|---|---|
| 接口定义 | Set<E> |
| 常用实现类 | HashSet, TreeSet, LinkedHashSet, CopyOnWriteArraySet |
| 核心方法 | add、remove、contains、size、isEmpty、iterator |
| 遍历方式 | 增强 for、Iterator、Stream |
| 高级操作 | 集合运算、排序、保持顺序、去重 |
| 线程安全 | Collections.synchronizedSet()、CopyOnWriteArraySet |
| 应用场景 | 去重、权限控制、数据同步、集合运算 |
📎 九、附录：Set 常用技巧速查表
| 技巧 | 示例 |
|---|---|
| 创建只读集合 | Collections.unmodifiableSet(set) |
| 同步集合 | Collections.synchronizedSet(new HashSet<>()) |
| 集合转数组 | set.toArray(new String[0]) |
| 判断是否为空 | set.isEmpty() |
| 获取最大最小值 | Collections.max(set) / Collections.min(set)（需为 SortedSet） |
| 使用 Stream 过滤 | set.stream().filter(s -> s.startsWith("A")).toList() |
| 使用 Stream 转换 | set.stream().map(String::toUpperCase).toList() |
| 使用 Stream 收集到 Set | list.stream().collect(Collectors.toSet()) |
| 判断是否是子集 | set1.containsAll(set2) |
| 集合交集 | set1.retainAll(set2) |
如果你正在准备一篇面向初学者的技术博客，或者希望系统回顾 Java 基础知识，这篇文章将为你提供完整的知识体系和实用的编程技巧。
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