1.是什么

        在 Java 中，HashSet、LinkedHashSet 和 TreeSet 都是 Set 接口的实现类，用于存储无序且不重复的元素集合。它们在性能、存储顺序以及使用场景上有一些显著的区别。

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1. HashSet

• 实现原理：基于哈希表（HashMap），存储元素的哈希值。
• 元素顺序：不保证元素的顺序，元素的顺序可能会随着添加的顺序而变化。
• 性能：
  • 添加、删除、查找操作的平均时间复杂度为 O(1)。
• 特点：
  • 不允许重复元素。
  • 允许 null 值。
• 使用场景：适用于不需要保持顺序的情况下，例如快速查找、去重等。

示例：

Set<String> hashSet = new HashSet<>();
hashSet.add("apple");
hashSet.add("banana");
hashSet.add("apple"); // 重复，不会添加
System.out.println(hashSet); // 输出顺序不确定

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2. LinkedHashSet

• 实现原理：继承自 HashSet，并使用链表维护元素的插入顺序。
• 元素顺序：保持元素的插入顺序。
• 性能：
  • 添加、删除、查找操作的时间复杂度为 O(1)，但由于链表的维护，可能略慢于 HashSet。
• 特点：
  • 不允许重复元素。
  • 允许 null 值。
• 使用场景：在需要快速查找且又希望保持插入顺序的情况下，例如缓存、记录顺序等。

示例：

Set<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<>();
linkedHashSet.add("apple");
linkedHashSet.add("banana");
linkedHashSet.add("apple"); // 重复，不会添加
System.out.println(linkedHashSet); // 输出：[apple, banana]

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3. TreeSet

• 实现原理：基于红黑树的实现，元素按自然顺序或自定义顺序排序。
• 元素顺序：按升序排序（默认），可以通过构造函数提供比较器来自定义排序。
• 性能：
  • 添加、删除、查找操作的时间复杂度为 O(log n)。
• 特点：
  • 不允许重复元素。
  • 不允许 null 值（因为 null 不能用于比较）。
• 使用场景：需要有序集合的情况，例如排序列表、范围查询等。

示例：

Set<String> treeSet = new TreeSet<>();
treeSet.add("banana");
treeSet.add("apple");
treeSet.add("cherry");
System.out.println(treeSet); // 输出：[apple, banana, cherry]，按自然顺序排序

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4. 总结对比

特性	HashSet	LinkedHashSet	TreeSet
底层实现	哈希表	哈希表 + 链表	红黑树
元素顺序	无法保证	按插入顺序	按自然顺序或指定顺序
时间复杂度	O(1)	O(1)	O(log n)
允许重复元素	不允许	不允许	不允许
允许 null 值	允许	允许	不允许
适用场景	去重、快速查找	快速查找 + 保持顺序	需要排序的集合