HashSet 是 Set 接口的典型实现，由哈希表（实际上是一个HashMap 实例）支持，大多数时候使用 Set 集合时都使用这个实现类。HashSet 按 Hash 算法来存储集合中的元素，因此具有很好的存取和查找性能。
【1】HashSet基础概念
HashSet 具有以下特点：
- 不能保证元素的排列顺序
- HashSet 不是线程安全的
- 集合元素可以是 null
当向 HashSet 集合中存入一个元素时，HashSet 会调用该对象的 hashCode() 方法来得到该对象的 hashCode 值，然后根据 hashCode 值决定该对象在 HashSet 中的存储位置。
HashSet 集合判断两个元素相等的标准：两个对象通过 hashCode() 方法比较相等，并且两个对象的 equals() 方法返回值也相等。
当你把对象加入 HashSet 时，HashSet 会先计算对象的 hashcode 值来判断对 象加入的位置，同时也会与其他已经加入的对象的 hashcode 值作比较，如果 没有相符的hashcode，HashSet会假设对象没有重复出现。但是如果发现有相 同 hashcode 值的对象，这时会调用 equals()方法来检查 hashcode 相等的对 象是否真的相同。如果两者相同，HashSet 就不会让其加入操作成功。如果不 同的话，就会重新散列到其他位置。这样我们就大大减少了equals 的次数，相应就大大提高了执行速 度。
HashSet类继承图
HashSet方法概览
hashCode()与equals()的相关规定
- 如果两个对象相等，则hashcode一定也是相同的。
- 两个对象相等，对两个对象分别调用equals方法都返回true。
- 两个对象有相同的hashcode值，它们也不一定是相等的。
因此，equals 方法被覆盖过，则 hashCode 方法也必须被覆盖。hashCode() 的默认行为是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写hashCode()，则该 class 的两个对象无论如何都不会相等（即使这两个对象指 向相同的数据）。
对象的相等与指向他们的引用相等，两者有什么不同？
对象的相等 比的是内存中存放的内容是否相等而 引用相等 比较的是他们指向的 内存地址是否相等。
【2】HashSet的实现
对于HashSet 而言，它是基于HashMap 实现的，HashSet 底层使用HashMap 来保存所有元素，因此HashSet 的实现比较简单，相关HashSet 的操作，基本上都是直接调用底层HashMap 的相关方法来完成。
HashSet 的源代码
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<>();
}
/*
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<>(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。
*/
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
map = new HashMap<>(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。
*/
public HashSet(int initialCapacity) {
map = new HashMap<>(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。
*/
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
map = new LinkedHashMap<>(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。
*/
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。
*/
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。
*/
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。
*/
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
*/
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。
*/
("unchecked")
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(e);
}
}
/*
序列化，
首先是map.capacity，
然后是map.loadFactor，
接着是map.size,
最后是set中的每个元素
*/
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
throws java.io.IOException {
// Write out any hidden serialization magic
s.defaultWriteObject();
// Write out HashMap capacity and load factor
s.writeInt(map.capacity());
s.writeFloat(map.loadFactor());
// Write out size
s.writeInt(map.size());
// Write out all elements in the proper order.
for (E e : map.keySet())
s.writeObject(e);
}
/*
反序列化
capacity
loadFactor
size
判断创建linkedHashmap还是HashMap
每个元素
*/
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
// Read in any hidden serialization magic
s.defaultReadObject();
// Read capacity and verify non-negative.
int capacity = s.readInt();
if (capacity < 0) {
throw new InvalidObjectException("Illegal capacity: " +
capacity);
}
// Read load factor and verify positive and non NaN.
float loadFactor = s.readFloat();
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) {
throw new InvalidObjectException("Illegal load factor: " +
loadFactor);
}
// Read size and verify non-negative.
int size = s.readInt();
if (size < 0) {
throw new InvalidObjectException("Illegal size: " +
size);
}
// Set the capacity according to the size and load factor ensuring that
// the HashMap is at least 25% full but clamping to maximum capacity.
capacity = (int) Math.min(size * Math.min(1 / loadFactor, 4.0f),
HashMap.MAXIMUM_CAPACITY);
// Create backing HashMap
map = (((HashSet<?>)this) instanceof LinkedHashSet ?
new LinkedHashMap<E,Object>(capacity, loadFactor) :
new HashMap<E,Object>(capacity, loadFactor));
// Read in all elements in the proper order.
for (int i=0; i<size; i++) {
("unchecked")
E e = (E) s.readObject();
map.put(e, PRESENT);
}
}
/**
* Creates a <em><a href="Spliterator.html#binding">late-binding</a></em>
* and <em>fail-fast</em> {@link Spliterator} over the elements in this
* set.
*
* <p>The {@code Spliterator} reports {@link Spliterator#SIZED} and
* {@link Spliterator#DISTINCT}. Overriding implementations should document
* the reporting of additional characteristic values.
*
* @return a {@code Spliterator} over the elements in this set
* @since 1.8
*/
public Spliterator<E> spliterator() {
return new HashMap.KeySpliterator<E,Object>(map, 0, -1, 0, 0);
}
}
对于HashSet 中保存的对象，请注意正确重写其equals 和hashCode 方法，以保证放入的对象的唯一性。
参考博文：
数据结构基础入门
