Java Set集合及其子类HashSet与LinkedHashSet详解

目录一、HashSet集合介绍二、HashSet集合存储数据的结构（哈希表）1.什么是哈希表呢？三、HashSet存储自定义类型元素四、LinkedHashSet

前言：

java.util.Set接口和 java.util.List接口一样，同样继承自 Collection接口，它与 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接口更加严格了。与 List接口不同的是， Set接口中元素无序，并且都会以某种规则保证存入的元素不出现重复。Set集合有多个子类，这里我们介绍其中的 java.util.HashSet、 java.util.LinkedHashSet这两个集合。

tips:Set集合取出元素的方式可以采用：迭代器、增强for。

一、HashSet集合介绍

java.util.HashSet是Set接口的一个实现类，它所存储的元素是不可重复的，并且元素都是无序的(即存取顺序不一致)。java.util.HashSet底层的实现其实是一个java.util.HashMap支持。

HashSet是根据对象的哈希值来确定元素在集合中的存储位置，因此具有良好的存取和查找性能。保证元素唯一性的方式依赖于：hashCode与equals方法。

我们先来使用一下Set集合存储，看下现象，再进行原理的讲解:

public class HashSetDemo {

public static void main(String[] args) {

//创建 Set集合

HashSet set = new HashSet

//添加元素

set.add(new String("cba"));

set.add("abc");

set.add("bac");

set.add("cba");

//遍历

for (String name : set) {

System.out.println(name);

}

}

}

输出结果如下，说明集合中不能存储重复元素：

cbaabcbac

tips:根据结果我们发现字符串"cba"只存储了一个，也就是说重复的元素set集合不存储。

二、HashSet集合存储数据的结构（哈希表）

1.什么是哈希表呢？

在JDK1.8之前，哈希表底层采用数组+链表实现，即使用链表处理冲突，同一hash值的链表都存储在一个链表里。但是当位于一个桶中的元素较多，即hash值相等的元素较多时，通过key值依次查找的效率较低。而JDK1.8中，哈希表存储采用数组+链表+红黑树实现，当链表长度超过阈值（8）时，将链表转换为红黑树，这样大大减少了查找时间。

简单的来说，哈希表是由数组+链表+红黑树（JDK1.8增加了红黑树部分）实现的，

如下图所示：

看到这张图就有人要问了，这个是怎么存储的呢？

为了方便大家的理解我们结合一个存储流程图来说明一下：

总而言之，JDK1.8引入红黑树大程度http://优化了HashMap的性能，那么对于我们来讲保证HashSet集合元素的唯一，其实就是根据对象的hashCode和equals方法来决定的。如果我们往集合中存放自定义的对象，那么保证其唯一，就必须复写hashCode和equals方法建立属于当前对象的比较方式。

三、HashSet存储自定义类型元素

给HashSet中存放自定义类型元素时，需要重写对象中的hashCode和equals方法，建立自己的比较方式，才能保证HashSet集合中的对象唯一。

创建自定义Student类：

public class Student {

private String name;

private int age;

public Student() {

}

public Student(String name, int age) {

this.name = name;

this.age = age;

}

public String getName() {

return name;

}

public void setName(String name) {

this.name = name;

}

public int getAge() {

return age;

}

public void setAge(int age) {

this.age = age;

}

@Override

public boolean equals(Object o) {

if (this == o)

return true;

if (o == null || getClass() != o.getClass())

return false;

Student student = (Student) o;

return age == student.age &&

Objects.equals(name, student.name);

}

@Override

public int hashCode() {

return Objects.hash(name, age);

}

}

public class HashSetDemo2 {

public static void main(String[] args) {

//创建集合对象 该集合中存储 Student类型对象

HashSet stuSet = new HashSet();

//存储

Student stu = new Student("张三", 43);

stuSet.add(stu);

stuSet.add(new Student("李四", 66));

stuSet.add(new Student("张三", 43));

stuSet.add(new Student("王五", 23));

stuSet.add(stu);

for (Student stu2 : stuSet) {

System.out.println(stu2);

}

}

}

执行结果：

Student [name=李四, age=66]Student [name=张三, age=43]Student [name=王五, age=23]

四、LinkedHashSet

我们知道HashSet保证元素唯一，可是元素存放进去是没有顺序的，那么我们要保证有序，怎么办呢？

在HashSet下面有一个子类java.util.LinkedHashSet，它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。

演示代码如下:

public class LinkedHashSetDemo {

public static void main(String[] args) {

Set set = new LinkedHashSet();

set.add("bbb");

set.add("aaa");

set.add("abc");

set.add("bbc");

Iterator it = set.iterator();

while (it.hasNext()) {

System.out.println(it.next());

}

}

}

结果：

bbb  aaa  abc  bbc

//添加元素

set.add(new String("cba"));

set.add("abc");

set.add("bac");

set.add("cba");

//遍历

for (String name : set) {

System.out.println(name);

}

}

}

输出结果如下，说明集合中不能存储重复元素：

cbaabcbac

tips:根据结果我们发现字符串"cba"只存储了一个，也就是说重复的元素set集合不存储。

二、HashSet集合存储数据的结构（哈希表）

1.什么是哈希表呢？

在JDK1.8之前，哈希表底层采用数组+链表实现，即使用链表处理冲突，同一hash值的链表都存储在一个链表里。但是当位于一个桶中的元素较多，即hash值相等的元素较多时，通过key值依次查找的效率较低。而JDK1.8中，哈希表存储采用数组+链表+红黑树实现，当链表长度超过阈值（8）时，将链表转换为红黑树，这样大大减少了查找时间。

简单的来说，哈希表是由数组+链表+红黑树（JDK1.8增加了红黑树部分）实现的，

如下图所示：

看到这张图就有人要问了，这个是怎么存储的呢？

为了方便大家的理解我们结合一个存储流程图来说明一下：

总而言之，JDK1.8引入红黑树大程度http://优化了HashMap的性能，那么对于我们来讲保证HashSet集合元素的唯一，其实就是根据对象的hashCode和equals方法来决定的。如果我们往集合中存放自定义的对象，那么保证其唯一，就必须复写hashCode和equals方法建立属于当前对象的比较方式。

三、HashSet存储自定义类型元素

给HashSet中存放自定义类型元素时，需要重写对象中的hashCode和equals方法，建立自己的比较方式，才能保证HashSet集合中的对象唯一。

创建自定义Student类：

public class Student {

private String name;

private int age;

public Student() {

}

public Student(String name, int age) {

this.name = name;

this.age = age;

}

public String getName() {

return name;

}

public void setName(String name) {

this.name = name;

}

public int getAge() {

return age;

}

public void setAge(int age) {

this.age = age;

}

@Override

public boolean equals(Object o) {

if (this == o)

return true;

if (o == null || getClass() != o.getClass())

return false;

Student student = (Student) o;

return age == student.age &&

Objects.equals(name, student.name);

}

@Override

public int hashCode() {

return Objects.hash(name, age);

}

}

public class HashSetDemo2 {

public static void main(String[] args) {

//创建集合对象 该集合中存储 Student类型对象

HashSet stuSet = new HashSet();

//存储

Student stu = new Student("张三", 43);

stuSet.add(stu);

stuSet.add(new Student("李四", 66));

stuSet.add(new Student("张三", 43));

stuSet.add(new Student("王五", 23));

stuSet.add(stu);

for (Student stu2 : stuSet) {

System.out.println(stu2);

}

}

}

执行结果：

Student [name=李四, age=66]Student [name=张三, age=43]Student [name=王五, age=23]

四、LinkedHashSet

我们知道HashSet保证元素唯一，可是元素存放进去是没有顺序的，那么我们要保证有序，怎么办呢？

在HashSet下面有一个子类java.util.LinkedHashSet，它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。

演示代码如下:

public class LinkedHashSetDemo {

public static void main(String[] args) {

Set set = new LinkedHashSet();

set.add("bbb");

set.add("aaa");

set.add("abc");

set.add("bbc");

Iterator it = set.iterator();

while (it.hasNext()) {

System.out.println(it.next());

}

}

}

结果：

bbb  aaa  abc  bbc

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