Set接口
java.util.set接口继承自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。
set接口中元素是无序的,并且都会以某种规则保证存入的元素不出现重复。
简述其特点就是：
- 不允许存储重复的元素
- 没有索引，也没有带索引的方法，不能使用普通的for循环遍历
Set接口有多个实现类，java.util.HashSet是其常用的子类
下面介绍一下set接口的实现类HashSet
HashSet集合的介绍
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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)。
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java.util.HashSet底层的实现其实是一个java.util.HashMap支持
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HashSet是根据对象的哈希值来确定元素在集合中的存储位置的，因此具有良好的存取和查找性能。
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保证元素唯一性的方式依赖于：hashCode与 equals方法。
代码简单理解
import java.util.HashSet; import java.util.Iterator; public class DemoHashSet { public static void main(String[] args) { // 创建set集合(HashSet) HashSet<String> hashSet = new HashSet<>(); // 使用add方法想HashSet集合中添加元素 hashSet.add("A"); hashSet.add("B"); hashSet.add("C"); hashSet.add("D"); hashSet.add("A"); System.out.println("集合中的元素：" + hashSet); System.out.println("=============================="); // 使用迭代器遍历集合 Iterator<String> ite = hashSet.iterator(); while (ite.hasNext()) { System.out.println(ite.next()); } System.out.println("=============================="); // 使用增强for循环遍历集合（不能使用普通的for循环，对HashSet集合进行遍历） for (String s: hashSet) { System.out.println(s); } } }
输出结果： 集合中的元素：[A, B, C, D] ============================== A B C D ============================== A B C D
注意：普通for循环不能遍历HashSet集合，HashSet集合中没有重复的元素，元素的存储顺序不一致
HashSet集合存储数据的结构（哈希表）
什么是哈希表
哈希表（又称散列表），它是根据关键码值(Key - Value)而直接进行访问的数据结构。
也就是说，哈希表是通过把关键码值（Key）映射到表中一个位置来访问记录（Value），以加快查找的速度。这个映射函数叫做哈希函数（散列函数），存放记录的数组叫做哈希表。
/** * 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+或数组+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。 */
什么是链表
链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。链表由一系列结点（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。
什么是红黑树
红黑树（又称对称二叉B树），是一种自平衡二叉查找树，是在计算机科学中用到的一种数据结构，典型的用途是实现关联数组。
什么是关联数组
是一种具有特殊索引方式的数组。不仅可以通过整数来索引它，还可以使用字符串或者其他类型的值（除了NULL）来索引它。
哈希值
了解了什么是哈希表后，简单理解一下什么是哈希值
什么哈希值
是通过一定的哈希算法，将一段较长的数据映射为较短小的二进制数据，这段小数据就是大数据的哈希值。
特点
他是唯一的，一旦大数据发生了变化，哪怕是一个微小的变化，他的哈希值也会发生变化。
作用
主要用途是用于文件校验或签名。
在Java程序中的哈希值
/** * 在Java中哈希值：是一个十进制的整数，由系统随机给出的二进制数经过换算得到的
* 其实它就是对象的地址值，是一个逻辑地址，是模拟出来得到地址，并不是数据实际存储的物理地址
* * 在Object类有一个方法,可以获取对象的哈希值： * int hashCode() 返回对象的哈希码值
* hashCode()方法源码：
* public native int hashCode();
* native：代表该方法是调用本地操作系统的方法 */
// 随便创建一个类 public class Person extends Object{ private String name; private int age; public Person() { } public Person(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; } }
// 用这个类创建对象，查看对象的哈希值 public class DemoHashCode { public static void main(String[] args) { // 创建一个p1对象，查看其哈希值 Person p1 = new Person("LeeHua", 21); // 调用Object的hashCode方法，获取哈希值，p1的哈希值是不变的 int h1 = p1.hashCode(); System.out.println(h1); // 创建一个p2对象，查看其哈希值 Person p2 = new Person("WanTao", 20); // 调用Object的hashCode方法，获取哈希值，p2的哈希值也是不变的 int h2 = p2.hashCode(); System.out.println(h2); // 查看p1、p2的地址值 System.out.println(p1); System.out.println(p2); } }
输出结果： 1639705018 1627674070 view.study.demo18.Person@61bbe9ba view.study.demo18.Person@610455d6
假如覆盖重写hashCode方法，所创建的对象的哈希值就会被影响
如：
public class Person1 extends Object{ /** * 重写hashCode方法 * @return 哈希值 */ @Override public int hashCode() { return 666; } }
public class DemoHashCode1 { public static void main(String[] args) { // 创建一个p1对象，查看其哈希值 Person1 p1 = new Person1(); // 调用Object的hashCode方法，获取哈希值，p1的哈希值是不变的 int h1 = p1.hashCode(); System.out.println(h1); // 查看p1、p2的地址值 System.out.println(p1); } }
输出结果： 666 view.study.demo18.Person1@29a
如：我们常用的String类，它也覆盖重写了hashCode方法
public class DemoStringHashCode { public static void main(String[] args) { /* String类的哈希值 （String类重写了Object类的hashCode方法） */ String s1 = new String("LeeHua"); String s2 = new String("WanTao"); System.out.println(s1.hashCode()); System.out.println(s2.hashCode()); } }
输出结果：
-2022794392
-1711288770
图形理解
可以看到，数组的每个位置放到一定的值，每部分值都对应一个哈希值。
当值的个数超过8个的时候，采用数组+红黑树；当值的个数不到8个的时候，采用数组+链表
如：
值1、2、3、4的哈希值都是11
值13、14、15的哈希值都是15
值a、b、c、d、e、f、g的哈希值都是89
Set集合存储元素不重复原理
原理
set集合在调用add()方法的时候，add()方法会调用元素的hashCode()方法和 equals()方法判断元素是否重复
代码举例
import java.util.HashSet; public class DemoStringHashCode1 { public static void main(String[] args) { HashSet<String> hashSet = new HashSet<>(); String s1 = new String("abc"); String s2 = new String("abc"); hashSet.add(s1); hashSet.add(s2); hashSet.add("一号"); hashSet.add("二号"); System.out.println("s1的哈希值：" + s1.hashCode()); System.out.println("s2的哈希值：" + s2.hashCode()); System.out.println("一号的哈希值：" + "一号".hashCode()); System.out.println("二号的哈希值：" + "二号".hashCode()); System.out.println("HashSet集合：" + hashSet); } }
输出结果： s1的哈希值：96354 s2的哈希值：96354 一号的哈希值：640503 二号的哈希值：644843 HashSet集合：[二号, abc, 一号]
代码讲解
最初，hashSet集合是空的
hashSet.add(s1)的时候，
第一步：add()方法首先会调用s1的hashCode()方法，计算字符串"abc"的哈希值，其哈希值是96354，
第二步：查找集合中哈希值是96354中的元素，没有发现哈希值是96354的key
第三步：将s1存储到集合hashSet中（于是集合hashSet中存在哈希值96354，且对应这数据s1）
hashSet.add(s2)的时候
第一步：add()方法首先会调用s2的hashCode()方法，计算字符串"abc"的哈希值，其哈希值是96354，
第二步：查找集合hashSet中是否存在哈希值是96354，即哈希值96354冲突，
第三步：s2调用equals()方法，和集合中哈希值是96354对应的元素进行比较
第四步：s2.equals(s1)返回true，即哈希值是96354对应的元素已经存在，所以就不添加s2进集合了(其中：s1 = "abc"，s2 = "abc")
hashSet.add("一号")的时候
第一步：调用 "一号" 的hashCode()方法，计算字符串 "一号" 的哈希值，其哈希值是640503，
第二步：查找集合中哈希值是640503中的元素，没有发现哈希值是640503的key，
第三步：将 "一号" 存储到集合hashSet中（于是集合hashSet中存在哈希值640503，且对应这数据 "一号"）
hashSet.add("二号")的时候
第一步：调用 "二号" 的hashCode()方法，计算字符串 "二号" 的哈希值，其哈希值是644843，
第二步：查找集合中哈希值是644843中的元素，没有发现哈希值是644843的key，
第三步：将 "二号" 存储到集合hashSet中（于是集合hashSet中存在哈希值644843，且对应这数据 "二号"）
添加完成，集合hashSet = [abc, 一号, 二号]
HashSet存储自定义类型元素
hashSet存储自定义类型元素，那么自定义的类必须重写hashCode()方法和equals()方法，否则添加的元素可以出现重复，我们平时使用的类型，它们都重写类hashCode()方法和equals()方法。
假如不重写hashCode()方法和equals()方法
例子：
// 随便创建一个类，作为HashSet存入数据的类型 public class Person{ private String name; private int age; @Override public String toString() { return "Person{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}'; } public Person() { } public Person(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; } }
阿里巴巴Java Code规范会抛出警告
测试一下会出现什么情况
import java.util.HashSet; public class Demo01PersonHashSet { public static void main(String[] args) { HashSet<Person> hashSet = new HashSet<>(); Person p1 = new Person("小明", 20); Person p2 = new Person("小明", 20); Person p3 = new Person("小红", 20); hashSet.add(p1); hashSet.add(p2); hashSet.add(p3); System.out.println(hashSet); } }
输出结果：
[Person{name='小明', age=20}, Person{name='小明', age=20}, Person{name='小红', age=20}]
可以看到，hashSet集合里面可以存在重复的元素
重写hashCode()方法和equals()方法
还是上面这个例子：
在Person类里面添加要重写hashCode()、equals()方法的代码即可，要添加的代码如下
public class Person{ @Override public boolean equals(Object o) { // 参数 == 对象 if (this == o) { return true; } // 传入参数为空，或者对象与参数的hashCode不相等 if (o == null || getClass() != o.getClass()) { return false; } // 向下转型，把Object类型转型为Person类型 Person person = (Person) o; // 返回 age，name return age == person.age && Objects.equals(name, person.name); } @Override public int hashCode() { return Objects.hash(name, age); } }
再次用上面的代码测试一下Person类型的数据添加是否会出现重复
输出结果：
[Person{name='小明', age=20}, Person{name='小红', age=20}]
可以看到，输出结果中，hashSet集合的元素并没有重复，因此，如果我们想要用HashSet集合存储自定义类型的数据，一定要记得覆盖重写hashCode()方法和equals()方法