Java集合之HashSet

首先上图：

由图可知，HashSet是Collection和Set接口的实现类。Set的一个重要特性就是元素不可重复，且元素无序（存入顺序与取出顺序不一致），这与List接口是恰恰相反的。HashSet是根据对象的哈希值来确定元素在集合中的存储位置，因此具有良好的存取和查找性能，其底层其实是一个HashMap的实例，它允许使用null元素。HashSet不是线程安全的。Set集合和List集合存取元素的方式都一样，直接通过一个简单的样例来演示HashSet集合的用法：

package practice;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
public class HashSetPractice {
	public static void main(String args[]) {
		HashSet hs = new HashSet<>();
		hs.add("jack");//添加元素
		hs.add("eve");
		hs.add("rose");
		hs.add("rose");
		hs.add(null);//允许null元素
		Iterator it = hs.iterator();//获取迭代器
		while(it.hasNext())//遍历集合
			System.out.print(it.next()+" ");
		System.out.println();
	}
}

运行结果：null eve rose jack 

由结果可以看出取出元素的顺序与添加元素顺序并不一致，并且重复存入的字符串对象“rose”只添加了一次。那么HashSet是如何保证不出现重复元素的呢？是因为它在存入元素时做了很多工作。当调用add()方法存入元素时，1.调用当前要存入对象的hashcode()方法获得对象的哈希值，2.根据对象的哈希值计算出一个存储位置，3.若该位置上没有元素，则直接将元素存入。4.若该位置上有元素存在，则会调用equals()方法让当前要存入的元素和该位置上的元素进行比较，若返回false，则将该元素存入集合（说明元素不重复），若equals()方法返回true，则说明元素重复，丢弃该元素。

根据前面的分析不难看出，HashSet是通过hashCode和equals方法保证元素不重复的。因为String类已经重写了hashCode和equals方法，所以不需要再次重写。但如果向HashSet中存入自定义类对象，结果又会如何呢？看下面代码：

package practice;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
public class HashSetPractice {
	public static void main(String args[]) {
		HashSet<Student> hs = new HashSet<>();//new一个HashSet，泛型指定为自定义的类Student
		Student s1 = new Student(1, "Jack");
		Student s2 = new Student(2, "Rose");
		Student s3 = new Student(2, "Rose");
		hs.add(s1);//添加三个Student对象到集合中
		hs.add(s2);
		hs.add(s3);
		System.out.println(hs);//输出集合中的元素
	}
}
class Student{
	int id;
	String name;
	public Student(int id ,String name) {
		this.id = id;
		this.name = name;
	}
	public String toString() {//重写toString方法,方便集合输出
		return id+":"+name;
	}
}

运行结果：[2:Rose, 2:Rose, 1:Jack]

这时我们发现运行结果中出现了两个相同的学生信息“2：Rose”，按照HashSet的规则，这种应该会被视为重复元素，不能重复出现。那为何会出现这种情况呢？因为在定义Student类时，没有重写hashCode和equals方法。接下来对Student类进行改写，我们认为id相同就是同一个学生，改写后的代码如下：

package practice;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
public class HashSetPractice {
	public static void main(String args[]) {
		HashSet<Student> hs = new HashSet<>();//new一个HashSet，泛型指定为自定义的类Student
		Student s1 = new Student(1, "Jack");
		Student s2 = new Student(2, "Rose");
		Student s3 = new Student(2, "Rose");
		hs.add(s1);//添加三个Student对象到集合中
		hs.add(s2);
		hs.add(s3);
		System.out.println(hs);//输出集合中的元素
	}
}
class Student{
	int id;
	String name;
	public Student(int id ,String name) {
		this.id = id;
		this.name = name;
	}
	public String toString() {//重写toString方法,方便集合输出
		return id+":"+name;
	}
	public int hashCode() {
		/*
		 * 因为基本数据类型int没有hashCode方法，
		 * 所以将它转为Integer，在调用HashCode方法
		 */
		Integer t = id;
		return t.hashCode();
	}
	public boolean equals(Object obj) {
		if(obj == this)//若是同一个对象，直接返回true
			return true;
		if(!(obj instanceof Student))//若对象不是Student类型，返回false
			return false;
		Student stu = (Student)obj;//先将对象强制转换为Student
		return stu.id == this.id;//返回两个对象id比较后的结果
	}
}

运行结果：[1:Jack, 2:Rose]

发现结果正常了，因为重写了hashCode和equals方法，所以HashCode集合认为s2和s3两个对象是相同的，所以去掉了重复的对象。