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Java集合Set底层数据结构及应用案例

2023-06-15 18:25:43 深夜i -- --

HashSet HashMap 无序不可重复

在Java中，集合是一种非常重要的数据结构，Set是其中一种常见的集合类型。Set实现了无序、不可重复的数据存储方式，也是很多实际业务场景中的常见数据存储需求。在Set的实现中，底层数据结构通常是关键的因素，影响了性能以及实际应用效果。本文将介绍几种常见的Set底层数据结构及其应用案例。

1. HashSet

HashSet是Java Set的一个经典实现，其底层数据结构是基于HashMap实现的。HashSet采用哈希表存储数据，因此插入、删除、查找等操作的时间复杂度都是O(1)的。实际上，HashSet就是基于HashMap来实现的，只不过HashMap中的value值并没有实际作用，实际上只是通过HashMap的键值对来实现Set的无序和不可重复特性。

下面是一个HashSet的简单案例：


Set
  set = new HashSet<>();
 
set.add("apple");
set.add("banana");
set.add("pear");
set.add("apple");
System.out.println(set);

输出结果为：[apple, banana, pear]

实际上，添加了两个"apple"的，但是只有一个被保留下来。

2. TreeSet

TreeSet是Java Set的另一个实现，其底层数据结构是基于红黑树实现的。TreeSet中的元素是有序的，默认按照自然顺序（例如整数从小到大）排序，也可以自定义Comparator实现自定义排序。TreeSet的插入、删除和查找等操作的时间复杂度为O(log n)，平均效率较高。

下面是一个TreeSet的简单案例：


Set
  set = new TreeSet<>();
 
set.add(5);
set.add(2);
set.add(8);
set.add(3);
System.out.println(set);

输出结果为：[2, 3, 5, 8]

关键词：TreeSet、红黑树、有序、排序

3. LinkedHashSet

LinkedHashSet是Java Set的另一个实现，其底层数据结构是基于哈希表以及双向链表实现的。与HashSet类似，它也能够保证元素不可重复且无序，而且它能够保证元素的插入顺序即为其迭代顺序。LinkedHashSet的插入、删除等操作时间复杂度与HashSet相同，为O(1)，但是因为需要维护双向链表，因此在迭代操作上略微劣于HashSet。

下面是一个LinkedHashSet的简单案例：


Set
  set = new LinkedHashSet<>();
 
set.add("apple");
set.add("banana");
set.add("pear");
set.add("apple");
System.out.println(set);

输出结果为：[apple, banana, pear]

关键词：LinkedHashSet、哈希表、双向链表、无序、不可重复

结语

集合是Java编程中非常基础的数据结构，Set是其中一种常见的集合类型。在实际应用中，选择适合场景的底层数据结构对于代码的性能以及实际效果有很大影响。本文介绍了HashSet、TreeSet、LinkedHashSet这三种Set的实现，希望能够帮助大家更好地理解集合的底层数据结构和应用场景。

关键词：Java集合、数据结构、Set实现

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