java.util.Set接口与java.util.List接口一样，都是继承自Collection接口，Set接口拥有Collection接口中的所有方法。Set集合与List集合相比，有以下区别：

（1）List集合是按序存储的，Set集合是无序存储的。

（2）List集合存储的元素可以相同，Set集合存储的元素不会出现重复（重复的元素会被舍弃）。

说明：

HashSet集合通过对象的equals（）方法来检查其唯一性，避免添加重复的元素，且该equals（）方法依赖于hashcode（）方法。

本小节将介绍Set集合的两个实现类java.util.HashSet和java.util.TreeSet。

1.HashSet

java.util.HashSet是Set接口的一个实现类，其底层实现是由java.util.HashMap进行支持的。HashSet是根据对象的哈希值来确定元素在集合中的存储位置，因此元素的存放顺序是无序的，并且由于哈希算法的特点，使得HashSet具有良好的存取和查找性能。

说明：

由于相同的元素具有一样的哈希值，因此可以避免存储重复的元素。

创建一个HashSet集合的方法有：

1）public HashSet ()

无参构造方法，用于构造一个空的HashSet，且该集合的哈希表默认初始容量为16，负载因子为0.75。

说明：

负载因子表示一个哈希表的空间的使用程度，哈希表的初始容量、负载因子和哈希表可用空间之间存在关系：initailCapacity * loadFactor=哈希表可用空间。因此，负载因子越大则哈希表的装填程度越高，能容纳的元素更多，但元素越多，索引的效率就越低；反之，负载因子越小，则哈希表中的元素就越稀疏，索引效率就越高，但会造成空间的浪费。

2）public HashSet (int initialCapacity)

该方法可以用于构造一个初始容量为initialCapacity、负载因子为0.75的空HashSet，其中initialCapacity表示哈希表的初始容量。如果指定的容量为负数，会抛出IllegalArgument Exception异常。

3）public HashSet (int initialCapacity, float loadFactor)

该方法可以用于构造一个初始容量为initialCapacity、负载因子为loadFactor的空HashSet，其中initialCapacity表示哈希表的初始容量，loadFactor表示哈希表的负载因子。如果指定的容量为负数或者负载因子为非正数（0或负数），将会抛出IllegalArgumentException异常。

4）public HashSet (Collection<? extends E> c)

该方法用于构造一个包含指定集合c中所有元素的HashSet，且该HashSet具有默认负载因子0.75。如果给定的集合c为空，将抛出NullPointerException异常。

【例9.4】编写一个存储String类型的HashSet集合，并对集合进行一些简单操作。

上述代码中创建了一个存储String类型的HashSet，然后向集合中添加了“张三”“李四”“王五”“赵六”“张三”5个元素，运行程序，输出结果如图9.7所示。

图9.7　程序运行结果

从图9.7的运行结果可以看出，只有前4个元素存入到了集合中，第2个“张三”没有被存入集合。

如果现在要求使用HashSet来存储姓名、电话号码以及备注信息，由于可能存在同名字的人，而电话号码相对来说比较有唯一性，因此约定只要当姓名和电话号码相同就认为是重复元素（无论备注信息是否相同），这又如何来实现？

【例9.5】编写一个存储Person类型的HashSet集合，用来存储姓名、电话号码以及备注信息。

首先编写Person类来保存姓名、电话号码以及备注信息，且覆写这个类的hashCode（）与equals（）方法。

提示：

HashSet集合根据存储对象的hashCode（）和equals（）方法来保证元素的唯一，因此如果向集合中存放自定义的对象，那么为了保证其唯一性，往往需要根据实际需求复写hashCode（）和equals（）方法。

代码如下：

在Person类中对hashCode（）和equals（）方法进行了重写。根据要求，姓名和电话号码相同的Person对象视为同一个对象，因此重写equals（）方法时，判断如果姓名和电话号码都相同则返回true。另外，为了保证对象的哈希值唯一，且哈希值与对象的姓名和电话号码关联，因此在重写HashCode（）方法时，采用Objects.hash（name， tel）作为返回值。

下面编写HashSetPerson.java，使用HashSet来保存Person信息，代码如下：

HashSetPerson.java中创建了一个HashSet<Person>集合temp，并向集合中添加了5个元素，程序运行结果如图9.8所示。

图9.8　程序运行结果

在向HashSet集合中添加元素时，首先JVM会调用当前存入对象的hashCode（）方法来获得当前存入对象的哈希值，然后根据这个哈希值计算出元素的存储位置。如果该位置上没有元素则直接将元素存入，如果该位置上有元素存在，则再调用equals（）方法判断当前存入的元素和该位置上的元素是否相同（开发人员可以自定义元素相同的条件），如果判断结果为false，就将该元素存入集合，如果判断结果为true，则说明有重复元素，则不存入这个元素。

说明：

在JDK1.8中，哈希表是由数组、链表以及红黑树三种方式来共同实现存储的，因此如果要存入的元素哈希值与其他元素相同（该位置已经有其他元素），但equals（）方法返回false，则会以链表的形式将该元素存入集合中。当数组中某个位置存储的元素太多（链表长度大于8），则该位置上的链表转为红黑树进行存储。

从图9.8的运行结果可以看出，new Person（"李四"，"0812-3333002"，"我不是李四！"）没有加入到集合中，因为这个Person对象的name和tel属性与new Person（"李四"，"0812-3333002"，"我是李四，不过我用张三的电话！"）重复。另外，观察集合的输出顺序，可以看出在HashSet中元素的存取位置是无序的，与存入顺序无关。

2.TreeSet

java.util.TreeSet也是Set接口的一个实现类，其底层是由TreeMap进行实现的。与HashSet不同的是，TreeSet是根据对象的某种比较机制来确定元素在集合中的存储位置，这个位置并不是随机的，而是按照比较结果进行有序存放的。因此TreeSet适用于需要进行大量快速检索排序信息的场景。

说明：

由于TreeSet是根据对象提供的某种比较机制来判断元素是否重复以及存放顺序，因此TreeSet要求存入的对象必须是可比较的。(www.daowen.com)

如果比较结果为负数，表示将当前元素放在红黑树的左边，即逆序输出；如果比较结果为正数，则表示将当前元素放在红黑树的右边，即顺序输出；如果比较结果为0，则表示元素重复，放弃存入该元素。

如："A".compareTo（"B"）的比较结果是-1，则表示"A"应该放在"B"的左边，在输出的时候会先输出"A"，再输出"B"。

创建一个TreeSet集合的方法有：

1）public TreeSet ()

无参构造方法，用于构造一个空的TreeSet，该集合默认根据其元素的自然排序进行排序，且要求存入的元素必须是相互之间可以比较的。

说明：

存入TreeSet中的元素必须实现Comparable接口，且元素与元素之间必须是可以比较的。如果向集合中添加了不合法的数据类型，将抛出ClassCastException异常。

2）public TreeSet(Comparator<? super E> comparator)

该方法可以根据指定比较依据comparator来构造一个的TreeSet集合。

3）public TreeSet(SortedSet<E> s)

该方法可以根据指定排序集s来构造一个的TreeSet集合。

4）public TreeSet(Collection<? extends E> c)

该方法用于构造一个包含指定集合c中所有元素的TreeSet，且该TreeSet会将集合c中的元素按照自然排序进行排序。

【例9.6】编写一个存储String类型的TreeSet集合，集合采用自然排序，向集合添加元素并输出。

上述代码中创建了一个存储String类型的HashSet，为了方便观察String的自然排序结果，向集合中添加“C张三”“A李四”“B王五”“D赵六”“C张三”5个元素，运行程序，输出结果如图9.9所示。

图9.9　程序运行结果

从图中的运行结果可以看出，相同的两个字符串“C张三”没有被存入集合中，且TreeSet中的元素在输出的时候是有序的，最先输出“A李四”，最后输出“D赵六”。

说明：

String类型的数据的比较逻辑为，对于字符串中的每个字符从左向右依次进行比较：

（1）若字符相同，则继续比较下一个字符。

（2）若字符串前面部分的每个字符都一样，而当前字符不一样，则返回两个字符的ASCII码的差值。

（3）若字符串前面部分的每个字符都一样，且其中一个字符串没有更多字符，则返回两个字符串剩余长度的差。

（4）若字符串的每个字符完全一样，返回 0。

如果要向TreeSet中存入自定义对象，则该对象需要实现Comparable接口，或者在创建TreeSet集合时实现Comparator接口。

【例9.7】编写Person类（包含String类型的name以及Sting类型的id），然后Person类实现Comparable接口。覆写compareTo（）方法，以Person的id作为比较依据。

代码如下：

Person类实现了Comparable接口，并对 compareTo （）方法进行了重写。如果要存入的Person对象为空，或者是重复对象，则返回0（表示忽略该元素），否则比较元素中的id，返回元素之间id的比较结果。

编写TreeSetPerson.java，创建一个TreeSet来保存Person信息，向集合中添加一些元素并输出，代码如下：

HashSetPerson.java中创建了一个TreeSet<Person>集合temp，并向集合中添加了5个元素，程序运行结果如图9.10所示。

图9.10　程序运行结果

从图9.10的运行结果可以看出，new Person（"李四"，"20200101"）因为和new Person（"张三"，"20200101"）的id相同，因此没有被存入集合中。然后所有的元素根据id进行排序，从输出结果可以看出，最先输出的是new Person（"张三"，"20200101"）。

【例9.8】 编写Student类（包含String类型的name以及Sting类型的id），然后在创建TreeSet集合时实现Comparator接口，并以Student的id作为比较依据。

代码如下：

在创建TreeSet集合的时候采用TreeSet<Student> set = new TreeSet<>（new Comparator<Student>（）），并覆写Comparator接口的compare （）方法。如果要存入的Student对象为空，则返回0（表示忽略该元素），否则比较两个元素的id，返回比较结果。

程序运行结果如图9.11所示。

图9.11　程序运行结果

从图9.11的运行结果可以看出，两种实现方法的效果一样，都能够按照id进行排序，并且在存入元素时会根据id去掉重复元素。