> Java 中的 Set 是非常常用的資料型別。Set 是無序的 Collection，Java Set 有三個常用的實現類，分別是：HashSet、LinkedHashSet、TreeSet
> 本文基於 JDK8 分析
## HashSet HashSet 繼承自 AbstractSet，實現了 Set 介面。底層基於 HashMap 實現，是一個不允許有重複元素的無序集合。允許 null 元素，非執行緒安全。HashSet 還實現了 Cloneable、Serializable 介面，所以 HashSet 是支援複製、序列化的 所以說，HashMap 是替 HashSet 打工的。就像老闆手下的員工，任勞任怨，做牛做馬，像極了被剝削的我們（小聲嗶嗶） ```java // 用於儲存元素的 HashMap private transient HashMap map; // 湊數的值元素， private static final Object PRESENT = new Object(); ``` HashSet 有五個建構函式，解釋下第二個建構函式：預設載入因子為 0.75 的情況下，假設 c 的元素個數就是 map 此時的最大閾值，最大閾值為 `(int) (c.size()/.75f)`，再加一，通過 HashMap 的擴容機制（取大於當前容量的最小二次冪），就可以取得最適合的容量大小 ```java // 構造一個預設容量為 16 的 HashMap public HashSet() { map = new HashMap<>(); } // 將 Collection 中的元素賦給 HashMap public HashSet(Collection c) { map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16)); addAll(c); } // 指定 HashMap 的初始容量和載入因子 public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) { map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor); } // 指定 HashMap 的初始容量 public HashSet(int initialCapacity) { map = new HashMap<>(initialCapacity); } // 供 LinkedHashSet 使用 HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) { map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor); } ```

## HashSet 常用方法 第一個是 add 方法。HashSet 使用 HashMap 保證元素不重複，熟悉 HashMap 的都知道，HashMap 的 Key 是不允許重複的，所以可以把要新增的元素作為 HashMap 的 Key 儲存，但 Value 還是要有的，所以 HashSet 又定義了一個靜態常量物件 PRESENT 來湊數，實際上並沒有什麼意義 ```java private static final Object PRESENT = new Object(); public boolean add(E e) { return map.put(e, PRESENT) == null; } ``` 到這裡就一目瞭然了，HashSet 中新增元素的方法其實就是呼叫 HashMap 的 put 方法，如果 put 方法的返回值為 null，證明以 e 為鍵的元素不存在，則可以新增；否則會把原有的值刪除並覆蓋，並返回原來的值。所以當 add 方法中的條件判斷成立，則證明新增成功，反之則失敗。如果不瞭解 HashMap 的機制，可以看一下下面這張圖  至於其他的 remove、contains 就更不用說了，全是 HashMap 的知識，不再贅述

## LinkedHashSet LinkedHashSet 是 HashSet 的子類，實現了 Set 介面，Set 有的特點它都有。既然 HashSet 靠 HashMap 幹活，那是否 LinkedHashSet 也有自己的小弟呢？（沒錯，說的就是你 LinkedHashMap） 還記得之前提到在 HashSet 有一個專供 LinkedHashSet 使用的構造方法嗎？這個構造方法只能由 LinkedHashSet 呼叫，引數 dummy 並沒有實際意義，只是為了和 HashSet 中其他引數區分開罷了（過載原理） LinkedHashMap 基於雙向連結串列實現，相比於 HashMap 最大的不同就是有序。LinkedHashSet 中除了四個構造器以外再無其他方法，全部繼承自 HashSet。如果想了解更多，就去看看 LinkedHashMap 吧 ```java // HashSet 中專供 LinkedHashSet 使用的構造方法 HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) { map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor); } // LinkedHashSet 的構造方法 public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) { super(initialCapacity, loadFactor, true); } public LinkedHashSet(int initialCapacity) { super(initialCapacity, .75f, true); } public LinkedHashSet() { super(16, .75f, true); } public LinkedHashSet(Collection c) { super(Math.max(2*c.size(), 11), .75f, true); addAll(c); } ```

## TreeSet 在此之前先了解一下 SortedSet，SortSet 擴充套件了 Set 並提供其元素的總排序，要求所有元素都必須實現 Comparable 介面，而且所有元素都必須是可比較的，即兩個物件可以互相作為 compareTo 方法的引數。從這裡可以看出，SortedSet 所謂的有序並不是我們通常認為的先後插入順序，而是根據物件的比較函式對元素排序。SortSet 介面的方法如下： ```java // 返回用於對此集合中的元素進行排序的比較器，如果此集合使用其元素的自然順序，則返回 null Comparator comparator(); // 返回此集合的部分元素，元素範圍從 fromElement（包括）到 toElement（不包括） SortedSet subSet(E fromElement, E toElement); // 返回此集合的部元素，其中元素全部小於 toElement SortedSet headSet(E toElement); // 返回此集合的部分元素，其中元素全部大於或等於 fromElement SortedSet tailSet(E fromElement); // 返回此集合中當前的第一個（最低）元素 E first(); // 返回此集合中當前的最後一個（最高）元素 E last(); ``` NavigableSet 實現了 Sorted 介面，其本身也是一個介面，對 SortedHash 進行了擴充套件，支援導航方法，例如查詢與指定目標最匹配項等。TreeSet 繼承自 AbstractSet，實現了 NavigableSet 介面。TreeSet 基於 TreeMap 實現，其構造方法如下： ```java private transient NavigableMap m; // 構造一個指定的 NavigableMap 的集合 TreeSet(NavigableMap m) { this.m = m; } // 預設方法，根據元素的自然排序進行排序 public TreeSet() { this(new TreeMap()); } // 指定比較器進行排序 public TreeSet(Comparator comparator) { this(new TreeMap<>(comparator)); } // 構造一個包含指定集合中元素的集合，根據元素的自然排序進行排序 public TreeSet(Collection c) { this(); addAll(c); } // 構造一個包含相同元素的集合，並使用與指定排序集相同的排序 public TreeSet(SortedSet s) { this(s.comparator()); addAll(s); } ``` TreeSet 也是基於 TreeMap 工作的，TreeMap 也是一個可排序的 Map，排序原理也是依靠比較器，更多的細節請了解 TreeMa