一句话说透Java里面的Set集合是如何保证元素不重复的

一句话总结：

「Set通过equals和hashCode（或比较器）来判重，底层数据结构决定具体如何实现。」**

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一、HashSet：哈希表判重

1. 核心机制

• 底层结构：基于HashMap（数组+链表/红黑树）。

• 判重规则：

  1. 哈希冲突检测：通过hashCode()计算键的哈希值，定位到数组位置。
  2. 内容判等：若该位置已有元素，再用equals()逐个比较内容。

2. 示例代码

Set<String> set = new HashSet<>();
set.add("苹果");
set.add("苹果"); // 重复元素，添加失败
// 最终集合内容：["苹果"]

3. 关键条件

• 自定义对象必须重写hashCode()和equals() ：

  class User {
      String name;
      int age;
  
      @Override
      public int hashCode() {
          return Objects.hash(name, age); // 根据name和age生成哈希值
      }
  
      @Override
      public boolean equals(Object obj) {
          if (this == obj) return true;
          if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false;
          User user = (User) obj;
          return age == user.age && Objects.equals(name, user.name);
      }
  }
  

• 若未重写：默认使用对象内存地址判断，导致内容相同的对象被误判为不同。

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二、TreeSet：红黑树判重

1. 核心机制

• 底层结构：基于TreeMap（红黑树）。

• 判重规则：

  • 自然排序：元素实现Comparable接口，通过compareTo()返回值是否为0判重。
  • 自定义比较器：通过Comparator.compare()返回值是否为0判重。

2. 示例代码

// 自然排序（Integer已实现Comparable）
Set<Integer> treeSet = new TreeSet<>();
treeSet.add(3);
treeSet.add(3); // 重复元素，添加失败

// 自定义比较器（按字符串长度排序）
Set<String> customSet = new TreeSet<>((a, b) -> a.length() - b.length());
customSet.add("Apple"); // 长度5
customSet.add("Banana"); // 长度6
customSet.add("Cat"); // 长度3 → 允许添加（长度不同）
// 集合内容：["Cat", "Apple", "Banana"]

3. 关键条件

• 元素必须可比较：

  • 实现Comparable接口，或构造时传入Comparator。

• compareTo()或compare()返回0时视为重复：

  // 错误示例：按字符串长度排序时，相同长度的不同字符串会被误判为重复
  Set<String> badSet = new TreeSet<>((a, b) -> a.length() - b.length());
  badSet.add("Apple"); // 长度5
  badSet.add("Hello"); // 长度5 → 添加失败（被误判为重复）
  

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三、LinkedHashSet：继承HashSet的判重逻辑

• 底层结构：基于LinkedHashMap（哈希表+双向链表）。
• 判重规则：与HashSet完全相同，额外维护插入顺序。

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四、总结

Set类型	判重方式	适用场景
HashSet	hashCode() + equals()	快速判重，不关心顺序
TreeSet	Comparable/Comparator	需要排序或自定义判重规则
LinkedHashSet	hashCode() + equals()	需要保留插入顺序

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五、注意事项

1. 哈希冲突≠重复元素：哈希值相同但内容不同的对象会被放到同一桶（链表或树中）。
2. 不可变对象更安全：若对象存入Set后发生修改，可能导致哈希值变化，引发内存泄漏或重复元素。
3. 线程不安全：多线程操作需用Collections.synchronizedSet()或ConcurrentHashMap.newKeySet()包装。

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口诀：
「Set去重有妙招，Hash、Tree各不同
哈希判等两步走，红黑比较定乾坤
自定义类要小心，重写等值哈希值！」