Java Set

Set 集合有什么特点？它是如何实现元素不重复的？

Set 是 Java 中 Collection 的一个重要分支，用于存储无序且唯一的元素。

常见的 Set 实现类包括 HashSet、LinkedHashSet 和 TreeSet，它们分别基于不同的数据结构实现唯一性约束。

以 HashSet 为例，它底层是基于 HashMap 实现的，在添加元素时会先计算元素的 hashCode 值确定存储位置，然后再通过 equals 方法进行精确比较，判断是否为重复元素；若已存在相同值，则不再插入。

TreeSet 则依赖元素的自然顺序或提供的 Comparator，通过红黑树维护元素有序性和唯一性。由于 Set 不维护插入顺序（除 LinkedHashSet），也不支持通过索引访问，因此更适用于去重、集合运算等场景。掌握 Set 的去重机制是理解哈希结构和集合操作的重要基础。

说一下 HashSet 的实现原理？

HashSet 本质上是对 HashMap 的一个轻量封装。在 HashSet 中，所有添加的元素都会作为 HashMap 的 key，而对应的 value 是一个固定的常量（通常为 Object 类型的占位符）。

由于 HashMap 的 key 本身就要求不能重复，HashSet 也天然具备了去重特性。当调用 HashSet 的 add() 方法时，会调用底层 HashMap 的 put() 方法，如果元素已存在（即 key 相同），则不会插入成功，从而避免了重复值的出现。

HashSet 的查找、添加等操作时间复杂度通常为 O(1)，但性能依赖于元素的 hashCode 和 equals 实现是否合理。需要注意的是，HashSet 不保证顺序，如需顺序性可使用 LinkedHashSet，如需排序可使用 TreeSet。

HashSet、LinkedHashSet 和 TreeSet 有什么区别？

HashSet、LinkedHashSet 和 TreeSet 同属 Set 接口，但特性各有不同：

• HashSet：无序（存储顺序与插入顺序无关），基于 HashMap 实现，查询效率高（平均 O (1)），不保证元素排序。
• LinkedHashSet：继承自 HashSet，底层通过 LinkedHashMap 实现，在哈希表基础上维护了一条双向链表，能保证元素按插入顺序访问，迭代效率高于HashSet，但额外的链表结构会增加内存开销。
• TreeSet：基于红黑树实现，元素会按自然顺序（或自定义比较器）排序，查询、插入、删除的时间复杂度为 O (log n)，不允许 null 元素（因排序需要比较，null 无法参与），适用于需要有序遍历的场景。