1、HashSet简介
HashSet是java集合API中基础数据结构之一，我们回顾起实现中最基本的方面：
- 存储唯一元素，允许null值
- 基于HashMap实现
- 不维护插入顺序
- 不是线程安全的、
当创建HashSet实例时，内部HashMap被初始化：
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}HashSet插入
当有新值加入时，底层的HashMap会判断Key值是否存在，如果不存在，则插入新值，同时这个插入的细节会依照HashMap插入细节；如果存在就不插入。
源码分析：
public class HashSet<E>
extends AbstractSet<E>
implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;
// 底层使用HashMap来保存HashSet中所有元素。
private transient HashMap<E,Object> map;
// 定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value，将此对象定义为static final。
private static final Object PRESENT = new Object();
/**
* 默认的无参构造器，构造一个空的HashSet。
*
* 实际底层会初始化一个空的HashMap，并使用默认初始容量为16和加载因子0.75。
*/
public HashSet() {
map = new HashMap<E,Object>();
}
/**
* 构造一个包含指定collection中的元素的新set。
*
* 实际底层使用默认的加载因子0.75和足以包含指定
* collection中所有元素的初始容量来创建一个HashMap。
* @param c 其中的元素将存放在此set中的collection。
*/
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
map = new HashMap<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
addAll(c);
}
/**
* 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个空的HashSet。
*
* 实际底层以相应的参数构造一个空的HashMap。
* @param initialCapacity 初始容量。
* @param loadFactor 加载因子。
*/
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);
}
/**
* 以指定的initialCapacity构造一个空的HashSet。
*
* 实际底层以相应的参数及加载因子loadFactor为0.75构造一个空的HashMap。
* @param initialCapacity 初始容量。
*/
public HashSet(int initialCapacity) {
map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity);
}
/**
* 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个新的空链接哈希集合。
* 此构造函数为包访问权限，不对外公开，实际只是是对LinkedHashSet的支持。
*
* 实际底层会以指定的参数构造一个空LinkedHashMap实例来实现。
* @param initialCapacity 初始容量。
* @param loadFactor 加载因子。
* @param dummy 标记。
*/
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);
}
/**
* 返回对此set中元素进行迭代的迭代器。返回元素的顺序并不是特定的。
*
* 底层实际调用底层HashMap的keySet来返回所有的key。
* 可见HashSet中的元素，只是存放在了底层HashMap的key上，
* value使用一个static final的Object对象标识。
* @return 对此set中元素进行迭代的Iterator。
*/
public Iterator<E> iterator() {
return map.keySet().iterator();
}
/**
* 返回此set中的元素的数量（set的容量）。
*
* 底层实际调用HashMap的size()方法返回Entry的数量，就得到该Set中元素的个数。
* @return 此set中的元素的数量（set的容量）。
*/
public int size() {
return map.size();
}
/**
* 如果此set不包含任何元素，则返回true。
*
* 底层实际调用HashMap的isEmpty()判断该HashSet是否为空。
* @return 如果此set不包含任何元素，则返回true。
*/
public boolean isEmpty() {
return map.isEmpty();
}
/**
* 如果此set包含指定元素，则返回true。
* 更确切地讲，当且仅当此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))
* 的e元素时，返回true。
*
* 底层实际调用HashMap的containsKey判断是否包含指定key。
* @param o 在此set中的存在已得到测试的元素。
* @return 如果此set包含指定元素，则返回true。
*/
public boolean contains(Object o) {
return map.containsKey(o);
}
/**
* 如果此set中尚未包含指定元素，则添加指定元素。
* 更确切地讲，如果此 set 没有包含满足(e==null ? e2==null : e.equals(e2))
* 的元素e2，则向此set 添加指定的元素e。
* 如果此set已包含该元素，则该调用不更改set并返回false。
*
* 底层实际将将该元素作为key放入HashMap。
* 由于HashMap的put()方法添加key-value对时，当新放入HashMap的Entry中key
* 与集合中原有Entry的key相同（hashCode()返回值相等，通过equals比较也返回true），
* 新添加的Entry的value会将覆盖原来Entry的value，但key不会有任何改变，
* 因此如果向HashSet中添加一个已经存在的元素时，新添加的集合元素将不会被放入HashMap中，
* 原来的元素也不会有任何改变，这也就满足了Set中元素不重复的特性。
* @param e 将添加到此set中的元素。
* @return 如果此set尚未包含指定元素，则返回true。
*/
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
/**
* 如果指定元素存在于此set中，则将其移除。
* 更确切地讲，如果此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))的元素e，
* 则将其移除。如果此set已包含该元素，则返回true
* （或者：如果此set因调用而发生更改，则返回true）。（一旦调用返回，则此set不再包含该元素）。
*
* 底层实际调用HashMap的remove方法删除指定Entry。
* @param o 如果存在于此set中则需要将其移除的对象。
* @return 如果set包含指定元素，则返回true。
*/
public boolean remove(Object o) {
return map.remove(o)==PRESENT;
}
/**
* 从此set中移除所有元素。此调用返回后，该set将为空。
*
* 底层实际调用HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。
*/
public void clear() {
map.clear();
}
/**
* 返回此HashSet实例的浅表副本：并没有复制这些元素本身。
*
* 底层实际调用HashMap的clone()方法，获取HashMap的浅表副本，并设置到HashSet中。
*/
public Object clone() {
try {
HashSet<E> newSet = (HashSet<E>) super.clone();
newSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone();
return newSet;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new InternalError();
}
}
} 注意
说白了，HashSet就是限制了功能的HashMap，所以了解HashMap的实现原理，这个HashSet自然就通
对于HashSet中保存的对象，主要要正确重写equals方法和hashCode方法，以保证放入Set对象的唯一性
虽说时Set是对于重复的元素不放入，倒不如直接说是底层的Map直接把原值替代了（这个Set的put方法的返回值真有意思）
HashSet没有提供get()方法，愿意是同HashMap一样，Set内部是无序的，只能通过迭代的方式获得
add()方法
从实现角度看，add方法是极其重要的，实现细节描述了HashSet内部工作机制，利用HashMap的put方法：
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT) == null;
}HashMap类型的map变量为HashSet的内部引用变量。private transient HashMap<E, Object> map;
首先熟悉hashcode并深入理解基于hash数据结构如何组织元素是非常有必要，这里简单总结如下：
1.HashMap基于内部数组（桶），缺省容量为16，每个桶对应不同的hashcode值。
2.如果不同对象有相同的hashcode值，则这些对象被存储在相同的桶中。
3.如果达到载入因子对应容量时，会创建大小为原来的两倍的新数组，所有元素需要重新计算哈希值，并重新分布相应的桶中。
4.获取值，首先哈希key并修改对应哈希值，然后找到相应桶，如果桶中有多个对象，则需要搜索其中链接list并返回对应值。
HashSet如何保证唯一性
当我们往HashSet中增加对象元素时，对象的hashcode值决定元素是否已经存在。
对象hashcode每次计算都一样，每个hashcode值对应容纳不同对象桶的位置。但如果两个对象hashcode有可能相同，在同一桶中的对象使用equals方法进行比较。
HashSet的性能
HashSet性能受两个参数影响：初始化容量及负载因子（客座率）。
将元素添加到HashSet的预期时间复杂度是O(1)，它可以在最坏的情况下(只有一个bucket)下降到O(n)——因此，保持合适的HashSet容量非常重要。
特别注意的是：从JDK8之后，最坏情况时间复杂度为O(logn)。
负载因子描述最大填充级别，超过Set则需重新扩展至原来两倍。我们使用自定义的参数可以创建HashSet：
Set<String> hashset = new HashSet<>();
Set<String> hashset = new HashSet<>(20);
Set<String> hashset = new HashSet<>(20, 0.5f);
第一行使用缺省值，初始容量为16，负载因子为0.75。第二行代码覆盖了缺省容量，第三行代码两个参数都被覆盖。
低初始容量节约空间，但增加重新哈希的频率，需要昂贵的开销。另一方面，高初始容量，增加迭代次数和初始内存消耗。
一般来说：
高初始容量对拥有大量元素且几乎没有迭代情况有益。
低初始容量对拥有较小元素且有很多迭代情况有益。
因此，在两者之间找到适当的平衡非常重要。通常情况下，默认参数经过优化且工作良好。如果我们觉得需要调整这些参数以适应需求，那么我们需要明智地进行决策选择。
特点：
1.HashSet中不能有相同的元素，可以有一个Null元素，存入的元素是无序的。
2.HashSet如何保证唯一性？
1).HashSet底层数据结构是哈希表，哈希表就是存储唯一系列的表，而哈希值是由对象的hashCode()方法生成。
2).确保唯一性的两个方法：hashCode()和equals()方法。
3.添加、删除操作时间复杂度都是O(1)。
4.非线程安全
LinkedHashSet
LinkedHashSet是继承自HashSet，底层实现是LinkedHashMap，同HashSet相比并没有实现新的功能（新的方法），只不过把HashSet中预留的构造方法启用了，因而可以实现有序插入，而这个具体的实现要去看LinkedHashMap了，我们使用时是不需要再可以去设置参数的，直接拿来用即可。
特点：
1.LinkedHashSet中不能有相同元素，可以有一个Null元素，元素严格按照放入的顺序排列。
2.LinkedHashSet如何保证有序和唯一性？
1).底层数据结构由哈希表和链表组成。
2).链表保证了元素的有序即存储和取出一致，哈希表保证了元素的唯一性。
3.添加、删除操作时间复杂度都是O(1)。
4.非线程安全
TreeSet
特点：
1.TreeSet是中不能有相同元素，不可以有Null元素，根据元素的自然顺序进行排序。
2.TreeSet如何保证元素的排序和唯一性？
底层的数据结构是红黑树(一种自平衡二叉查找树)
3.添加、删除操作时间复杂度都是O(log(n))
4.非线程安全
public TreeSet() {
this(new TreeMap<E,Object>());
}TreeSet特点与实现机制
TreeSet中存放的元素是有序的（不是插入时的顺序，是有按关键字大小排序的），且元素不能重复。
而如何实现有序存储，就需要有一个比较器，其实说起来，TreeSet更受关注的是不重复且有序，这个有序就需要有一个compare的过程，因此会需要参数实现Comparable接口。
