Java Set

一、核心特性

• 无序性：存储顺序与插入顺序无关（HashSet 完全无序，LinkedHashSet 保持插入顺序）。

• 唯一性：元素不可重复，依赖 equals() 和 hashCode() 方法判断。

• 无索引：不能通过下标访问元素，遍历需用迭代器、增强 for 循环。

二、主要实现类及区别

1. HashSet（最常用）

• 底层：哈希表（数组 + 链表/红黑树），查询、添加、删除效率高（O(1)）。

• 特点：完全无序，允许存储 null 元素（仅一个）。

• 去重关键：存入元素需重写 hashCode() 和 equals()，确保相同元素哈希值一致且 equals 为 true。

2. LinkedHashSet

• 底层：哈希表 + 双向链表，兼具 HashSet 效率和有序性。

• 特点：保持元素插入顺序，遍历顺序与插入顺序一致，性能略低于 HashSet。

3. TreeSet

• 底层：红黑树（自平衡二叉排序树），元素会自然排序或自定义排序。

• 特点：无 null 元素（会抛空指针异常），排序依赖 Comparable 或 Comparator。

• 排序方式：

◦ 自然排序：元素类实现 Comparable 接口，重写 compareTo() 方法。

◦ 自定义排序：创建 TreeSet 时传入 Comparator 接口实现类（或 Lambda 表达式）。

三、常用方法（实现 Collection 接口，核心方法如下）

• 添加：add(E e)（重复元素返回 false，不存入）、addAll(Collection c)。

• 删除：remove(Object o)、removeAll(Collection c)、clear()（清空集合）。

• 判断：contains(Object o)（判断是否包含元素）、isEmpty()（判断是否为空）。

• 遍历：增强 for 循环（for (E e : set) {}）、迭代器（Iterator<E> it = set.iterator();）。

• 其他：size()（获取元素个数）、toArray()（转为数组）。

四、关键注意点

1. 去重逻辑：HashSet/LinkedHashSet 中，若元素未重写 hashCode() 和 equals()，会默认使用 Object 类的方法（仅判断地址值），导致无法去重。

2. TreeSet 排序冲突：若元素既不实现 Comparable，也未指定 Comparator，会抛 ClassCastException。

3. 线程安全：Set 接口的实现类（HashSet、LinkedHashSet、TreeSet）均非线程安全，多线程环境需用 Collections.synchronizedSet(Set) 或 CopyOnWriteArraySet。