Java HashSet 类完全指南：操作、方法与集合论实战

Java HashSet 类

通过简洁示例探索 Java HashSet 类的创建、核心方法与实战集合运算。

HashSet 类属于 Java 集合框架，实现 Set 接口，提供基于哈希表的存储。

创建 HashSet

先导入 java.util.HashSet：

import java.util.HashSet;

再用指定容量和负载因子创建 HashSet：

HashSet<Integer> numbers = new HashSet<>(8, 0.75); // capacity=8, loadFactor=0.75

参数：

• capacity — 初始桶数（示例为 8）。
• loadFactor — 触发扩容的阈值（0.75 即 75% 满时扩容）。

使用默认值也很常见：

HashSet<Integer> numbers1 = new HashSet<>(); // capacity=16, loadFactor=0.75

HashSet 方法

以下为最常用方法：

• add(T element) — 插入单个元素。
• addAll(Collection<? extends T> c) — 批量插入。
• remove(Object o) — 删除特定元素。
• removeAll(Collection<? extends Object> c) — 清除多个元素。
• contains(Object o) — 检查存在性。
• size() — 元素数量。
• clear() — 移除所有条目。
• clone() — 创建浅拷贝。
• isEmpty() — 判断是否为空。
• containsAll(Collection<? extends Object> c) — 子集检查。

插入元素

使用 add 和 addAll 示例：

import java.util.HashSet;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> evenNumber = new HashSet<>();
        evenNumber.add(2);
        evenNumber.add(4);
        evenNumber.add(6);
        System.out.println("HashSet: " + evenNumber);
        HashSet<Integer> numbers = new HashSet<>();
        numbers.addAll(evenNumber);
        numbers.add(5);
        System.out.println("New HashSet: " + numbers);
    }
}

输出

HashSet: [2, 4, 6]
New HashSet: [2, 4, 5, 6]

访问元素

用 Iterator 遍历：

import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> numbers = new HashSet<>();
        numbers.add(2);
        numbers.add(5);
        numbers.add(6);
        System.out.println("HashSet: " + numbers);
        Iterator<Integer> iterate = numbers.iterator();
        System.out.print("HashSet 迭代: ");
        while(iterate.hasNext()) {
            System.out.print(iterate.next() + ", ");
        }
    }
}

输出

HashSet: [2, 5, 6]
HashSet 迭代: 2, 5, 6,

移除元素

单个移除与清空：

import java.util.HashSet;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> numbers = new HashSet<>();
        numbers.add(2);
        numbers.add(5);
        numbers.add(6);
        System.out.println("HashSet: " + numbers);
        boolean removed = numbers.remove(5);
        System.out.println("5 是否移除? " + removed);
        boolean cleared = numbers.removeAll(numbers);
        System.out.println("所有元素是否移除? " + cleared);
    }
}

输出

HashSet: [2, 5, 6]
5 是否移除? true
所有元素是否移除? true

集合运算

HashSet 的批量方法支持经典集合论运算。

并集

import java.util.HashSet;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> evenNumbers = new HashSet<>();
        evenNumbers.add(2);
        evenNumbers.add(4);
        HashSet<Integer> numbers = new HashSet<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(3);
        numbers.addAll(evenNumbers);
        System.out.println("并集: " + numbers);
    }
}

输出

并集: [1, 2, 3, 4]

交集

import java.util.HashSet;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> primeNumbers = new HashSet<>();
        primeNumbers.add(2);
        primeNumbers.add(3);
        HashSet<Integer> evenNumbers = new HashSet<>();
        evenNumbers.add(2);
        evenNumbers.add(4);
        evenNumbers.retainAll(primeNumbers);
        System.out.println("交集: " + evenNumbers);
    }
}

输出

交集: [2]

差集

import java.util.HashSet;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> primeNumbers = new HashSet<>();
        primeNumbers.add(2);
        primeNumbers.add(3);
        primeNumbers.add(5);
        HashSet<Integer> oddNumbers = new HashSet<>();
        oddNumbers.add(1);
        oddNumbers.add(3);
        oddNumbers.add(5);
        primeNumbers.removeAll(oddNumbers);
        System.out.println("差集: " + primeNumbers);
    }
}

输出

差集: [2]

子集检查

import java.util.HashSet;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> numbers = new HashSet<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        numbers.add(4);
        HashSet<Integer> primeNumbers = new HashSet<>();
        primeNumbers.add(2);
        primeNumbers.add(3);
        boolean isSubset = numbers.containsAll(primeNumbers);
        System.out.println("primeNumbers 是 numbers 的子集? " + isSubset);
    }
}

输出

primeNumbers 是 numbers 的子集? true

其他方法

完整列表请参阅 官方 Java 文档。

为何使用 HashSet？

需随机访问时，HashSet 凭借哈希表底层提供 O(1) 性能。每个元素的 hashCode() 保证唯一性，防止重复。但 HashSet 非线程安全；并发使用需外部同步。

注意： 因 HashSet 非同步，多线程并发修改会破坏数据结构。