Java Set集合及其子类HashSet与LinkedHashSet详解

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<String>  set = new HashSet<String>();

//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：

cba
abc
bac

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<Student> stuSet = new HashSet<Student>();
       //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<String> set = new LinkedHashSet<String>();
set.add("bbb");
set.add("aaa");
set.add("abc");
set.add("bbc");
       Iterator<String> it = set.iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
}
}

结果：

  bbb
  aaa
  abc
  bbc

来源：https://juejin.cn/post/7105028202694705188