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在 Java 中，Set是一种不允许存储重复元素的集合接口，它继承自Collection接口。Set通常用于需要确保元素唯一性的场景，例如去重操作或数学集合运算。以下是关于Set的详细介绍：

一、核心特性

1. 元素唯一性：不允许存储重复元素（通过equals()和hashCode()方法判断）。
2. 无序性：默认不保证元素的顺序（如HashSet），但部分实现（如LinkedHashSet）可保持插入顺序。
3. 不支持索引：无法通过下标访问元素，只能通过迭代器或增强 for 循环遍历。

二、常见实现类

1.HashSet

• 特性：基于哈希表（HashMap）实现，无序，允许存储null（最多一个）。

• 时间复杂度：插入、删除、查找操作均为 O (1)。

• 示例：

  java

  Set<String> set = new HashSet<>(); set.add("apple"); set.add("banana"); set.add("apple"); // 重复元素，添加失败 System.out.println(set); // 输出: [apple, banana]

2.LinkedHashSet

• 特性：继承自HashSet，维护双向链表记录插入顺序，有序。

• 时间复杂度：基本操作 O (1)，但维护顺序会增加开销。

• 示例：

  java

  Set<String> set = new LinkedHashSet<>(); set.add("apple"); set.add("banana"); set.add("cherry"); System.out.println(set); // 输出: [apple, banana, cherry]

3.TreeSet

• 特性：基于红黑树（TreeMap）实现，元素按自然顺序或指定比较器排序，不允许null。

• 时间复杂度：插入、删除、查找操作均为 O (log n)。

• 示例：

  java

  Set<Integer> set = new TreeSet<>(); set.add(3); set.add(1); set.add(2); System.out.println(set); // 输出: [1, 2, 3]

三、基本操作

1.添加元素

java

Set<String> set = new HashSet<>(); set.add("element"); // 返回boolean，表示是否添加成功（若已存在则返回false）

2.删除元素

java

set.remove("element"); // 返回boolean，表示是否删除成功 set.clear(); // 清空集合

3.判断元素存在

java

boolean contains = set.contains("element"); // O(1)（HashSet）

4.集合大小

java

int size = set.size(); boolean isEmpty = set.isEmpty();

5.遍历集合

java

// 增强for循环 for (String element : set) { System.out.println(element); } // 迭代器 Iterator<String> iterator = set.iterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.println(iterator.next()); } // Java 8 Stream API set.stream().forEach(element -> System.out.println(element));

四、集合运算（数学操作）

1.并集（Union）

java

Set<Integer> set1 = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3)); Set<Integer> set2 = new HashSet<>(Arrays.asList(3, 4, 5)); set1.addAll(set2); // 合并后set1为 [1, 2, 3, 4, 5]

2.交集（Intersection）

java

set1.retainAll(set2); // 保留set1和set2共有的元素，结果为 [3]

3.差集（Difference）

java

set1.removeAll(set2); // 移除set1中属于set2的元素，结果为 [1, 2]

4.子集判断

java

boolean isSubset = set1.containsAll(set2); // 判断set1是否包含set2的所有元素

五、注意事项

1. 元素必须正确实现equals()和hashCode()：

   • 若元素类未重写这两个方法，可能导致重复元素无法被识别。

   • 示例（正确实现）：

     java

     class Person { private String name; @Override public boolean equals(Object o) { if (this == o) return true; if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; Person person = (Person) o; return name.equals(person.name); } @Override public int hashCode() { return Objects.hash(name); } }

2. 线程安全：

   • 上述实现类均非线程安全，若需在多线程环境使用，可通过以下方式：

     java

     Set<String> synchronizedSet = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>()); // 或使用并发集合 Set<String> concurrentSet = ConcurrentHashMap.newKeySet();

六、示例代码

java

import java.util.*; public class SetExample { public static void main(String[] args) { // HashSet示例 Set<String> fruits = new HashSet<>(); fruits.add("apple"); fruits.add("banana"); fruits.add("apple"); // 重复元素，自动去重 System.out.println("HashSet: " + fruits); // 可能输出: [apple, banana] // TreeSet示例（排序） Set<Integer> numbers = new TreeSet<>(); numbers.add(3); numbers.add(1); numbers.add(2); System.out.println("TreeSet: " + numbers); // 输出: [1, 2, 3] // 集合运算 Set<Integer> setA = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4)); Set<Integer> setB = new HashSet<>(Arrays.asList(3, 4, 5, 6)); // 并集 Set<Integer> union = new HashSet<>(setA); union.addAll(setB); System.out.println("Union: " + union); // [1, 2, 3, 4, 5, 6] // 交集 Set<Integer> intersection = new HashSet<>(setA); intersection.retainAll(setB); System.out.println("Intersection: " + intersection); // [3, 4] // 差集 Set<Integer> difference = new HashSet<>(setA); difference.removeAll(setB); System.out.println("Difference: " + difference); // [1, 2] } }

七、适用场景

• 数据去重：如从列表中提取不重复元素。
• 成员检测：快速判断元素是否存在（O (1) 时间复杂度）。
• 集合运算：实现数学上的并集、交集、差集等操作。

选择合适的Set实现类时，需根据是否需要排序、保持插入顺序或线程安全来决定。

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