java集合类源码分析之Set详解

让我来详细讲解一下“Java集合类源码分析之Set详解”的完整攻略。

1. Set概述

Set是Java中的一个集合接口，用于存储不允许重复元素的集合。Set接口实现了Collection接口，所以Set集合也继承了Collection集合中的一些方法，如add()、size()等。

Set的实现类主要有HashSet、TreeSet、LinkedHashSet等。每个实现类对于元素的存储方式不同，也就带来了不同的使用方式和性能表现。

2. Java Set实现方式

在Java中，Set主要有两种实现方式：

基于哈希算法实现的HashSet，它可以保证元素的插入和查询效率比较高，并且不会按照元素的插入顺序进行存储和遍历。
基于红黑树算法实现的TreeSet，它可以保证元素的插入和查询效率比较高，并且按照元素的自然顺序进行存储和遍历。

3. Set常用方法及实现原理

Set常用方法

Set接口常用的方法有add()、contains()、remove()、size()等。

add()方法

public boolean add(E e);

该方法用于向Set中添加一个元素e，如果元素已存在，返回false，否则返回true。

contains()方法

public boolean contains(Object o);

该方法用于判断Set中是否包含元素o，如果包含，则返回true，否则返回false。

remove()方法

public boolean remove(Object o);

该方法用于从Set中删除元素o，如果删除成功，返回true，否则返回false。

size()方法

public int size();

该方法返回Set中元素的个数。

Set实现原理

HashSet原理

HashSet内部是通过HashMap实现的。在HashMap中，每个键值对是Entry对象，而每个Entry对象中都有一个存储key的key字段，将其置为null之后就变成了一个占位符，所以HashMap中的value其实是存储在key所在的Entry对象中的。而HashSet中只需要存储不重复、无序的元素，所以它只需要使用HashMap中的key即可。

TreeSet原理

TreeSet内部是通过“红黑树”实现的。它将元素按照自然顺序或者是指定排序规则进行存储，并且具有排序功能。

4. TreeSet示例

import java.util.TreeSet;

public class TreeSetExample {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<String> set = new TreeSet<>();
        set.add("Tom");
        set.add("Jack");
        set.add("Tony");
        System.out.println(set);
    }
}

该示例中，我们使用TreeSet创建了一个字符串类型的集合，并向其中添加了3个元素。由于TreeSet具有排序功能，所以输出结果是按照自然顺序进行排序的。

输出结果为：

[Jack, Tom, Tony]

5. HashSet示例

import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;

public class HashSetExample {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
        set.add(1);
        set.add(2);
        set.add(3);
        set.add(3);
        set.add(4);

        System.out.println("HashSet size: " + set.size());

        Iterator<Integer> it = set.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }

        set.remove(4);
        System.out.println("HashSet size: " + set.size());
    }
}

该示例中，我们使用HashSet创建了一个整数类型的集合，并向其中添加了5个元素，其中有一个重复的元素。循环输出集合中的元素，并尝试从集合中删除一个元素。