Java底层基于链表实现集合和映射--集合Set操作详解

1. 概述

Java提供了许多集合类，包括List、Set、Map等。在实现这些集合类时，Java底层采用了不同的数据结构，如数组、链表、红黑树等。其中，链表是实现集合Set的一种常见方式。

Java中的链表可以基于单向链表、双向链表或循环链表来实现。链表结构的特点是每个元素包含自身数据和下一个元素的地址（指针），通过这种方式连接所有元素。

2. Set的基本操作

Set是一种不允许重复元素的集合，它的常用操作包括添加元素、删除元素、判断元素是否存在等操作。

2.1 添加元素

在Set中添加元素可以使用add()方法，它会返回一个boolean值，表示添加操作是否成功。

Set<String> set = new HashSet<>();
set.add("Java");
set.add("Python");

2.2 删除元素

在Set中删除元素可以使用remove()方法，它会返回一个boolean值，表示删除操作是否成功。

Set<String> set = new HashSet<>();
set.add("Java");
set.remove("Java");

2.3 判断元素是否存在

在Set中判断元素是否存在可以使用contains()方法，它会返回一个boolean值，表示元素是否存在。

Set<String> set = new HashSet<>();
set.add("Java");
set.contains("Java");

3. Set的内部实现

Set的底层实现可以使用链表来实现。在Java中，链表实现Set的类主要有HashSet和LinkedHashSet。

3.1 HashSet

HashSet是基于哈希表实现的Set，它的底层结构是一个数组，数组的每个元素是一个链表，链表中存储的是哈希值相同的元素集合。

当向HashSet中添加元素时，先计算元素的哈希值，然后将元素插入到对应哈希值的链表中。如果哈希值相同，则会添加到该哈希值对应的链表的尾部，在删除元素时，先找到该元素所在的链表，然后再删除链表中对应的元素。

Set<String> set = new HashSet<>();
set.add("Java");
set.add("Python");
set.remove("Java");

3.2 LinkedHashSet

LinkedHashSet是基于哈希表和双向链表实现的Set，它通过双向链表维护元素的插入顺序。

当向LinkedHashSet中添加元素时，先计算元素的哈希值，然后将元素插入到对应哈希值的链表中，同时将该元素插入到双向链表的末尾。

在对LinkedHashSet进行遍历时，元素的顺序是按照插入顺序来进行的。

Set<String> set = new LinkedHashSet<>();
set.add("Java");
set.add("Python");

结论

通过以上示例说明，我们了解到Set接口常用的操作，以及Set底层使用链表实现的原理。掌握了Set底层的实现原理，我们可以更好地理解集合类的使用，并且在需要的时候选择合适的数据结构来实现我们的业务需求。