java集合框架-HashSet

HashSet的特点

HashSet是一个无序的集合，它不保证元素的顺序，并且允许存储null元素（只能存储一个null元素）。HashSet中不允许存储重复的元素，当尝试将一个已经存在于集合中的元素添加到HashSet中时，该元素将不会被添加。HashSet是线程不安全的，因此如果多个线程同时访问一个HashSet实例，则必须进行外部同步。

HashSet是基于哈希表的实现，它使用哈希函数将元素映射到哈希表中的某个位置，从而实现快速查找和插入元素。哈希函数的作用是将元素的关键字（或散列码）映射到哈希表的某个位置，这个位置被称为桶（bucket）。当元素需要查找或插入时，只需要使用哈希函数计算出元素对应的桶的位置，然后在该桶中查找或插入元素即可。如果哈希函数的设计合理，那么大部分元素的查找和插入操作的时间复杂度将是常数级别的。

在使用哈希表存储元素时，如果两个元素映射到了同一个桶中，这种情况被称为哈希冲突。当出现哈希冲突时，HashSet使用链表来解决冲突。也就是说，哈希表的每个桶实际上是一个链表的头节点，当两个元素映射到同一个桶中时，它们将被添加到该桶对应链表的末尾。这种方法被称为拉链法（Chaining），可以有效地解决哈希冲突的问题。

HashSet的常用方法

HashSet实现了Set接口的所有方法，因此可以使用Set接口的方法来操作HashSet对象。此外，HashSet还定义了一些自己的方法，下面介绍一些常用的方法。

• boolean add(E e)：将指定的元素添加到HashSet中，如果HashSet中已经存在该元素，则返回false，否则返回true。
• boolean remove(Object o)：将指定的元素从HashSet中删除，如果HashSet中不存在该元素，则返回false，否则返回true。
• boolean contains(Object o)：判断HashSet中是否包含指定的元素，如果包含则返回true，否则返回false。
• int size()：返回HashSet中元素的个数。
• boolean isEmpty()：判断HashSet是否为空，如果为空则返回true，否则返回false。
• void clear()：清空HashSet中所有元素。
• Iterator<E> iterator()：返回一个迭代器，用于遍历HashSet中的所有元素。

需要注意的是，在使用HashSet时，如果元素的哈希值发生改变，可能会导致元素无法正确地被查找或删除。因此，如果需要使用可变对象作为HashSet的元素，需要保证对象的哈希值不会发生改变，或者使用不可变对象作为元素。

HashSet的示例

下面给出一个使用HashSet的示例，该示例演示了如何使用HashSet来去除数组中的重复元素。

import java.util.HashSet;

public class HashSetExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = {1, 2, 3, 2, 1, 4, 5, 4, 6};

        HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
        for (int num : nums) {
            set.add(num);
        }

        System.out.println("去除重复元素后的数组：");
        for (int num : set) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
}

该示例首先定义了一个包含重复元素的整型数组nums，然后使用HashSet来去除数组中的重复元素。具体来说，通过遍历数组中的每个元素，将元素添加到HashSet中。由于HashSet不允许存储重复的元素，因此最终得到的HashSet中只包含数组中的不重复元素。最后，使用foreach循环遍历HashSet中的所有元素，并输出到控制台。

运行该程序，输出结果如下：

去除重复元素后的数组：
1 2 3 4 5 6

可以看到，HashSet成功地去除了数组中的重复元素，并将不重复的元素输出到了控制台上。

除了去除数组中的重复元素，HashSet还可以用于去除其他集合中的重复元素，以及判断两个集合是否相等等场景。