Java 中的 Set 是非常常用的數據類型。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 接口。底層基於 HashMap 實現，是一個不允許有重復元素的無序集合。允許 null 元素，非線程安全。HashSet 還實現了 Cloneable、Serializable 接口，所以 HashSet 是支持復制、序列化的
所以說，HashMap 是替 HashSet 打工的。就像老板手下的員工，任勞任怨，做牛做馬，像極了被剝削的我們（小聲嗶嗶）
// 用於存儲元素的 HashMap
private transient HashMap<E,Object> map;
// 湊數的值元素，
private static final Object PRESENT = new Object();
HashSet 有五個構造函數，解釋下第二個構造函數：默認加載因子為 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
// 構造一個默認容量為 16 的 HashMap
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
// 將 Collection 中的元素賦給 HashMap
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
addAll(c);
}
// 指定 HashMap 的初始容量和加載因子
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 保證元素不重復，熟悉 HashMap 的都知道，HashMap 的 Key 是不允許重復的，所以可以把要添加的元素作為 HashMap 的 Key 保存，但 Value 還是要有的，所以 HashSet 又定義了一個靜態常量對象 PRESENT 來湊數，實際上並沒有什么意義
private static final Object PRESENT = new Object();
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT) == null;
}
到這里就一目了然了，HashSet 中添加元素的方法其實就是調用 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，則可以添加；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，則證明添加成功，反之則失敗。如果不了解 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 接口，Set 有的特點它都有。既然 HashSet 靠 HashMap 干活，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 調用，參數 dummy 並沒有實際意義，只是為了和 HashSet 中其他參數區分開罷了（重載原理）
LinkedHashMap 基於雙向鏈表實現，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
// 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<? extends E> c) {
super(Math.max(2*c.size(), 11), .75f, true);
addAll(c);
}
TreeSet
在此之前先了解一下 SortedSet，SortSet 擴展了 Set 並提供其元素的總排序，要求所有元素都必須實現 Comparable 接口，而且所有元素都必須是可比較的，即兩個對象可以互相作為 compareTo 方法的參數。從這里可以看出，SortedSet 所謂的有序並不是我們通常認為的先后插入順序，而是根據對象的比較函數對元素排序。SortSet 接口的方法如下：
// 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<? super E> comparator();
// 返回此集合的部分元素，元素范圍從 fromElement（包括）到 toElement（不包括）
SortedSet<E> subSet(E fromElement, E toElement);
// 返回此集合的部元素，其中元素全部小於 toElement
SortedSet<E> 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<E> 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后一個（最高）元素
E last();
NavigableSet 實現了 Sorted 接口，其本身也是一個接口，對 SortedHash 進行了擴展，支持導航方法，例如查找與指定目標最匹配項等。TreeSet 繼承自 AbstractSet，實現了 NavigableSet 接口。TreeSet 基於 TreeMap 實現，其構造方法如下：
private transient NavigableMap<E,Object> m;
// 構造一個指定的 NavigableMap 的集合
TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {
this.m = m;
}
// 默認方法，根據元素的自然排序進行排序
public TreeSet() {
this(new TreeMap<E,Object>());
}
// 指定比較器進行排序
public TreeSet(Comparator<? super E> 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<? extends E> 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<E> 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 TreeMap