Java Set 集合：HashSet、LinkedHashSet、TreeSet（含使用场景 + List 对比）-编程实验室

在 Java 集合框架中，Set 集合是用于存储不重复元素的核心容器，它衍生出 HashSet、LinkedHashSet、TreeSet 三个常用实现类。本文将从特性、用法、底层原理到使用场景全方位解析，同时对比 List 与 Set 的核心差异，帮你彻底掌握 Set 集合的使用精髓。

一、HashSet 集合

1. HashSet 核心特点

HashSet 是 Set 接口最常用的实现类，底层基于HashMap实现（元素存储在 HashMap 的 key 位置，value 固定为 PRESENT 常量），核心特点如下：

元素无序：存储顺序与添加顺序无关，遍历结果不保证固定
元素不可重复：基于 hashCode ()+equals () 保证唯一性，重复元素添加会被忽略
允许存储null 值（但仅能存储一个 null）
线程不安全：多线程操作需手动同步（如使用 Collections.synchronizedSet）
查找效率高：添加 / 查询 / 删除的平均时间复杂度为 O (1)

2. HashSet 常用方法（附完整示例）

HashSet 继承了 Set 接口的核心方法，以下是高频方法的完整演示：

①：add(Object o)：向Set集合中添加元素，不允许添加重复数据。

②：size()：返回Set集合中的元素个数

public class Test { public static void main(String[] args) { HashSet<String> set = new HashSet<String>(); //调用HashSet无参构造方法——>创建HashMap对象并给map全局变量。 set.add("你好"); set.add("Map"); System.out.println(set); System.out.println(set.size()); } }

注意:不会按照保存的顺序存储数据（顺序不定），遍历时不能保证下次结果和上次相同。且向HashSet集合中添加元素，HashSet add方法实质是map全局变量调用了put方法，将数据存到了key，因为HashMap的 key不允许，所以HashSet添加的元素也不允许重复。

③.remove(Object o)：删除Set集合中的obj对象，删除成功返回true，否则返回false。

④.isEmpty()：如果Set不包含元素，则返回 true。

public class Test { public static void main(String[] args) { HashSet<String> set = new HashSet<String>(); set.add("你好"); set.add("Map"); System.out.println(set.isEmpty()); System.out.println(set.remove("你好")); System.out.println(set); } }

⑤.clear()：移除此Set中的所有元素。

public class Test { public static void main(String[] args) { HashSet<String> set = new HashSet<String>(); set.add("你好"); set.add("Map"); System.out.println(set); set.clear(); System.out.println(set); } }

⑥.iterator()：返回在此Set中的元素上进行迭代的迭代器。

public static void main(String[] args) { HashSet<String> set = new HashSet<String>(); set.add("你好"); set.add("Map"); Iterator<String> ite =set.iterator(); while(ite.hasNext()) { System.out.println(ite.next()); } }

⑦.contains(Object o)：判断集合中是否包含obj元素。

public class Test { public static void main(String[] args) { HashSet<String> set = new HashSet<String>(); set.add("你好"); set.add("Map"); System.out.println(set.contains("你好")); } }

⑧：加强for循环遍历Set集合

public class Test { public static void main(String[] args) { HashSet<String> set = new HashSet<String>(); set.add("你好"); set.add("Map"); for (String name : set) { //使用foreach进行遍历。 System.out.println(name); } } }

二、LinkedHashSet 集合

1. LinkedHashSet 核心特点

LinkedHashSet 是 HashSet 的子类，底层基于LinkedHashMap实现，核心特点：

继承 HashSet 的所有特性（不可重复、允许 null、线程不安全）
元素有序：维护了双向链表记录元素的添加顺序，遍历顺序 = 添加顺序
性能略低于 HashSet：因维护链表结构，添加 / 删除的时间复杂度仍为 O (1)，但常数项稍大
哈希表 + 链表结构：既保证查询效率，又保证顺序

2. LinkedHashSet 基本使用

2.LinkedHashSet的基本使用

①.创建 LinkedHashSet

2. TreeSet 基本使用

使用默认构造函数创建一个空的 LinkedHashSet。

可以指定初始容量和负载因子。

import java.util.LinkedHashSet; public class LinkedHashSetExample { public static void main(String[] args) { // 创建一个空的 LinkedHashSet LinkedHashSet<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<>(); // 创建具有初始容量的 LinkedHashSet LinkedHashSet<Integer> linkedHashSetWithCapacity = new LinkedHashSet<>(10); // 创建具有初始容量和负载因子的 LinkedHashSet LinkedHashSet<Double> linkedHashSetWithLoadFactor = new LinkedHashSet<>(10, 0.75f); } }

2.LinkedHashSet的基本使用

①.创建 LinkedHashSet

使用默认构造函数创建一个空的 LinkedHashSet。

可以指定初始容量和负载因子。

import java.util.LinkedHashSet; public class LinkedHashSetExample { public static void main(String[] args) { // 创建一个空的 LinkedHashSet LinkedHashSet<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<>(); // 创建具有初始容量的 LinkedHashSet LinkedHashSet<Integer> linkedHashSetWithCapacity = new LinkedHashSet<>(10); // 创建具有初始容量和负载因子的 LinkedHashSet LinkedHashSet<Double> linkedHashSetWithLoadFactor = new LinkedHashSet<>(10, 0.75f); } }

2. 添加元素

使用 add() 方法添加元素。

如果元素已存在，则不会重复添加。

linkedHashSet.add("Apple"); linkedHashSet.add("Banana"); linkedHashSet.add("Cherry"); linkedHashSet.add("Apple"); // 重复元素，不会添加 System.out.println(linkedHashSet); // 输出: [Apple, Banana, Cherry]

3. 删除元素

使用 remove() 方法删除指定元素。

使用 clear() 方法清空所有元素。

linkedHashSet.remove("Banana"); System.out.println(linkedHashSet); // 输出: [Apple, Cherry] linkedHashSet.clear(); System.out.println(linkedHashSet); // 输出: []

4. 检查元素是否存在

使用 contains() 方法检查是否包含指定元素。

boolean containsApple = linkedHashSet.contains("Apple"); System.out.println("Contains Apple: " + containsApple); // 输出: Contains Apple: true

5. 获取大小

使用 size() 方法获取集合中元素的数量。

int size = linkedHashSet.size(); System.out.println("Size: " + size); // 输出: Size: 2

6. 遍历 LinkedHashSet

使用 for-each 循环遍历。

使用 Iterator 遍历。

// 使用 for-each 循环遍历 for (String fruit : linkedHashSet) { System.out.println(fruit); } // 使用 Iterator 遍历 Iterator<String> iterator = linkedHashSet.iterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.println(iterator.next()); }

7. 转换为数组

使用 toArray() 方法将 LinkedHashSet 转换为数组。
```
String[] array = linkedHashSet.toArray(new String[0]); for (String s : array) { System.out.println(s); }
```
8. 其他常用方法
· isEmpty(): 检查 LinkedHashSet 是否为空。
retainAll(): 保留与指定集合相同的元素。

removeAll(): 删除与指定集合相同的元素。

LinkedHashSet<String> fruits = new LinkedHashSet<>(); fruits.add("Apple"); fruits.add("Banana"); fruits.add("Cherry"); LinkedHashSet<String> toRetain = new LinkedHashSet<>(); toRetain.add("Apple"); toRetain.add("Cherry"); fruits.retainAll(toRetain); // 只保留 Apple 和 Cherry System.out.println(fruits); // 输出: [Apple, Cherry] fruits.removeAll(toRetain); // 删除 Apple 和 Cherry System.out.println(fruits); // 输出: []

三、TreeSet 集合

1. TreeSet 核心特点

TreeSet 底层基于红黑树（NavigableMap）实现，核心特点：

元素有序：默认按自然顺序（升序）排列，也支持自定义排序
元素不可重复：基于比较结果（compareTo/Comparator）判断是否重复（返回 0 则视为重复）

①.插入是按字典序排序的输出：按照字典序排序的方式进行排序

public class Test { public static void main(String[] args) { TreeSet ts=new TreeSet(); ts.add("agg"); ts.add("abcd"); ts.add("ffas"); Iterator it=ts.iterator(); while(it.hasNext()) { System.out.println(it.next()); } } }

输出：按照字典序排序的方式进行排序

abcd agg ffas//输出

②.如果插入的是自定义对象需要让类实现 Comparable 接口并且必须要重写compareTo

class Person implements Comparable{ String name; int age; Person(String name,int age) { this.name=name; this.age=age; } @Override public int compareTo(Object o) { Person p=(Person)o; //先对姓名字典序比较 如果相同 比较年龄 if(this.name.compareTo(p.name)!=0) { return this.name.compareTo(p.name); } else { if(this.age>p.age) return 1; else if(this.age<p.age) return -1; } return 0; } } public class Test { public static void main(String args[]) { TreeSet ts=new TreeSet(); ts.add(new Person("agg",21)); ts.add(new Person("abcd",12)); ts.add(new Person("ffas",8)); ts.add(new Person("agg",12)); Iterator it=ts.iterator(); while(it.hasNext()) { Person p=(Person)it.next(); System.out.println(p.name+":"+p.age); } } }

输出