介紹

HashSet 類別是 Java 集合架構的一部分，提供快速、無序的集合，不允許重複元素。它建構在 HashMap 之上，這意味著它繼承了相同的時間複雜度優勢，但純粹關注元素唯一性。在本文中，我們將探討 HashSet 的工作原理、它的獨特之處以及它與其他集合的不同之處。

什麼是哈希集？

哈希集是：

• 無序：元素沒有可預測的順序。
• 唯一：忽略重複元素。
• 內部由HashMap支援：它使用HashMap來儲存元素，僅關注鍵而丟棄值。
• O(1)平均時間複雜度：插入、刪除、尋找等操作效率很高。

1. 初始化HashSet

// Parameterized constructor with initial capacity
Set setWithInitialCapacity = new HashSet(5);

// Parameterized constructor using a collection
Set setWithCollection = new HashSet(Arrays.asList(4, 4, 3));

// Default constructor with default capacity 16
Set set = new HashSet();

解釋：

• 預設建構子： 建立一個初始容量為 16 的 HashSet。
• 參數化建構子：可以指定初始容量，但注意容量與大小不同。大小是指集合中實際元素的數量。
• 使用集合： 可以從像列表這樣的集合創建 HashSet，確保只保留唯一元素。

2. 在 HashSet 中加入元素

set.add(1);
set.add(2);
set.add(1); // Duplicate value is ignored
System.out.println(set); // Output -> [1, 2]

解釋：

• add()方法將元素插入HashSet中。
• 重複元素將被忽略。 當您嘗試將 1 新增兩次時，僅保留第一次出現的元素。

重點

如果您需要替換重複值而不是忽略它們，HashSet 將不是正確的選擇。這是因為它優先考慮元素的唯一性。

3. 檢查尺寸與容量

// Parameterized constructor with initial capacity
Set setWithInitialCapacity = new HashSet(5);
System.out.println(setWithInitialCapacity.size()); // Output -> 0

儘管 setWithInitialCapacity 的容量為 5，但 size 為 0，因為 size 反映的是集合中存在的元素數量，而不是初始容量。您可以將容量視為內部儲存空間，它會隨著元素的增加而調整。

4. 將 HashSet 與集合一起使用

// Parameterized constructor using a collection
Set setWithCollection = new HashSet(Arrays.asList(4, 4, 3));
System.out.println(setWithCollection); // Output -> [3, 4] or [4, 3]

解釋：

• 儘管清單中提供了三個元素（4、4、3），但重複值4被丟棄，只留下兩個元素（3和4）。
• 元素的順序是不可預測的因為HashSet不維護任何插入或自然順序。

如果需要保留已排序的元素，請考慮使用TreeSet，它確保元素按升序排列。

5. HashSet 中的索引 – 可能嗎？

在訪談中，一個常見的問題是是否可以檢索 HashSet 中元素的索引。答案是否，因為HashSet使用哈希機制來儲存元素，而不是像列表或陣列那樣基於索引的結構。

重點總結

1. 無序且唯一： HashSet 只保留唯一元素，忽略重複項。
2. 基於HashMap：它使用內部HashMap的鍵來儲存元素。
3. 快速操作：新增、刪除和檢查元素的平均時間複雜度為O(1)。
4. 容量與大小：容量是分配的空間，而大小是實際的元素數量。
5. 無索引：由於雜湊機制，您無法透過索引檢索元素。

與HashMap的關係

由於HashSet由HashMap支持，因此它使用映射的鍵來儲存元素，而值是不相關的。這就是為什麼 HashSet 中的每個元素都必須是唯一的，就像 HashMap 中的鍵一樣。

結論

當您需要快速、無序的集合來避免重複時，HashSet 是一個強大的工具。雖然它為大多數操作提供了 O(1) 時間複雜度，但它缺乏排序和索引等功能。對於開發人員來說，了解 HashSet 與 HashMap 的關係有助於理解其內部運作並更好地利用集合框架。

在下一篇文章中，我們將探討訪談中常見的訪談問題，以測試候選人對集合概念的了解。

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