揭秘Collection集合体系：Set集合全景解析

序言

在Java的Collection集合体系中，Set集合犹如一幅错综复杂的拼图，它既有着独特之处，又与其他集合元素息息相关。在本文中，我们将踏上探索Set集合的征途，深入剖析其特性、分类、使用场景，并揭开其背后的设计原理。

Set集合与其他集合的显著区别在于其两个不可撼动的特性：无序性 和不可重复性 。这意味着，Set集合中的元素既不会按照任何特定次序排列，也不会容忍元素的重复出现。

无序性： Set集合的无序性源于其底层的数据存储方式——哈希表（HashTable）。哈希表通过哈希函数将元素映射到特定的存储桶中，元素的存储位置取决于其哈希值，而非插入先后次序。

不可重复性： Set集合中的元素必须是唯一的，即哈希值相同的元素不能同时存在。哈希表利用元素的哈希值进行元素查找和比较，当两个元素的哈希值相同时，哈希表会根据相等比较（equals()方法）来判定元素是否重复。如果元素相等，则后插入的元素将覆盖前一个元素。

Set集合的大家族中，有两个重要的成员：

1. Set<E> 接口： 这是所有Set集合的祖先，它规定了Set集合的共性行为，如添加、删除、查找元素等。

2. LinkedSet<E>： 实现了Set 接口，它保留了元素的插入次序，可以按照元素添加的先后顺序列出集合中的元素。需要注意的是，LinkedSet打破了Set集合无序的特性，所以它不是Set集合真正的子类。

Set集合的特性使其在以下场景中大放异彩：

• 去重处理： 当需要去除数据中的重复项时，Set集合是理想之选。它可以轻松过滤掉重复元素，确保集合中的数据独一无二。

• 元素成员关系判定： Set集合的不可重复性特性，使其非常适用于判定元素是否属于集合。如果元素在Set集合中存在，则表示它属于该集合；否则，表示它不属于集合。

• 集合交集和差集运算： Set集合的无序性为集合交集和差集的运算奠定了便捷的基础。通过Set集合的相交和减法操作，可以轻松获得两个集合的公共元素或不相同的元素。

为了进一步理解Set集合，我们有必要深入其底层实现机制。

• 哈希函数： 哈希函数是Set集合存储元素的关键技术。它将元素转换为一个称为哈希值的整数，根据哈希值将元素映射到哈希表中特定的存储桶中。哈希函数的选择对集合的查找效率至关重要。

• 哈希表： 哈希表是存储Set集合元素的数据机构。它由一组存储桶组成，元素根据哈希值分配到相应的存储桶中。如果两个元素的哈希值相同，则会产生哈希冲突。哈希表有两种常见的处理冲突的方法：拉链法 和开放寻址法 。

• 比较器和哈希码： 元素在哈希表中的比较和哈希值获取依赖于比较器和哈希码。比较器负责比较两个元素是否相等，而哈希码则负责获取元素的哈希值。自定义比较器和哈希码可以优化集合的存储和检索效率。