Set概要
上一篇说过，Set是Collection的实现之一，在这里我可以说其实Set和Collection基本相同，只是需要注意Set不得存放重复元素即可。下面详细说一下Set在日常开发中用的最多的两种实现，HashSet和TreeSet。
HashSet
特征
HashSet正如其名，因为是按照Hash算法来存储集合中的元素，所以HashSet具有良好的存取和查找性能。还有一点要说的是，感觉很多人认为查询效率和集合是有序还是无序有直接关系，其实不然，关键还是看集合的数据结构和实现算法。HashSet是无序的并不影响他查询性能出色，毕竟Hash算法的诞生就是为了用于快速查找和加密。
HashSet主要有以下三个特点：
- 无序
- 非线程同步
- 集合元素值可以为null（有且仅允许有一个）
等价条件-equals()和hashCode()
这是经典的关于采用hash算法实现的集合逃不开的问题。首先说明HashSet判断两个元素相等的标准是两个对象通过equals()方法比较相等，并且两个对象的hashCode()方法也相等，即：
equals && hashCode所以我们应该注意，当把一个对象放入HashSet中时，如果需要重写equals()方法，重新设定其返回true的条件的话，那么我们也应该重写hashCode()方法，以保证当equals()为true时hashCode()也为true。
那么为什么要遵循这个规则呢？
当hashCode()为true，equals()为false。
此时，由于hashCode()为true，HashSet会认为两个元素存放的地址相同，这就产生了“hash冲突”。我们知道hash表里存储元素的位置被称为bucket(桶)，理想情况下，每个桶中存放一个元素拥有最好的性能。现在产生了hash值上的冲突，那么这个桶中就会存放两（多）个元素，桶就会产生链式结构来存放这多个hash冲突的元素，会大大降低性能。当hashCode()为false，equals()为true。
这种情况就不仅仅是性能下降的问题了，因为hash值不一样，HashSet会把这两个对象存放在不同的位置，从而使两个对象都添加成功，但是，这就从根本特性上违背了Set的不可重复性。
重写hashCode()的规则
通过前面的讲解，我们知道了hashCode()方法的重要性，他是HashSet存放和查找元素时决定其物理地址的唯一标准，下面说一说针对集合存放的对象重写其hashCode() 方法时需要注意的几个点：
- equals()方法返回true时，两个对象的hashCode()方法也应该返回true
- HashSet中，同一对象多次调用hashCode()方法应该返回相同的结果
- HashSet中，多个对象间用作equals()方法比较的实例变量，都应该用于计算hashCode值
LinkedHashSet
LinkedHashSet是HashSet的一个子类实现，具有HashSet的所有特性，不同的是，它可以使用链表来维护元素的插入顺序。当我们遍历LinkedHashSet时，LinkedHashSet会按照元素的插入顺序来访问集合中的所有元素。同时，由于需要链表结构来维护顺序，LinkedHashSet的性能是低于HashSet的，除非工作中对集合元素插入的顺序有特殊需求，在两者的取舍中我们都应该优先考虑使用HashSet。
TreeSet
特征
TreeSet是SortedSet接口的实现类，所以可以保证集合元素的排序状态，与HashSet相比，具有以下几个能够体现集合特征的方法：
- Comparator comparator()：TreeSet默认采用自然排序（可以近似的认为是有小到大），那么该方法返回null，如果TreeSet采用自己定制的排序规则comparator，则返回该comparator。
- Object first()：返回集合中排序后的第一个元素。
- Object last()：返回集合中排序后的最后一个元素。
- Object lower(Object e)：返回集合中位于制定元素之前的元素，即小于指定元素的最大元素，参考元素不要求一定是当前TreeSet集合中存在的元素。（比如一个TreeSet为[0,2,5,9]，可以返回lower(3)->2，3并不是该集合中的元素，higher方法同理）。
- Object higher(Object e)：返回集合中位于制定元素之后的元素，即大于指定元素的最小元素，参考元素不要求一定是当前TreeSet集合中存在的元素。
- SortedSet subSet(Object fromElement, Object toElement)：返回此Set的子集合。
- SortedSet headSet(Object toElement)：返回此Set中由小于toElement元素组成的子集。
- SortedSet tailSet(Object fromElement)：返回此Set中由大于等于fromElement元素组成的子集。
记忆这些方法的诀窍很简单，就是返回TreeSet中的第一个，前一个，后一个，最后一个元素的方法，和截取TreeSet子集的方法。
实现
与HashSet采用hash算法来觉得元素的存储地址不同，TreeSet底层采用红黑树实现，关于红黑树的详细知识可以参考这篇文章：红黑树(一)之 原理和算法详细介绍。这篇文章讲得很细致，有兴趣的同学可以花时间好好看看，对于数据结构的学习也是很有帮助的。
Comparable接口
说到TreeSet的排序功能，自然要提到比较，TreeSet在插入元素时，会调用元素的compareTo(Object e)方法来比较元素之间的大小关系。compareTo()方法是Java提供的Comparable接口中的方法，要实现这个接口就必须实现compareTo()方法。
在默认的自然排序下，obj1.compareTo(obj2)有三种结果：
- 0，obj1等于obj2
- 正整数，obj1大于obj2
当然，为了方便，Java中很多常用类都已经实现了Comparable接口，并且提供了排序标准，下面是实现了Comparable接口的常用类：
- BigDecimal、BigInteger以及所有的数值型对应包装类，按照他们的数值大小进行比较。
- Character：按照字符的UNICODE值进行比较。
- Boolean：true的包装类实例大于false的包装类实例。
- String：按照字符串中字符的UNICODE值进行比较。
- Date、Time：越新的时间越大。
当我们试图将一个对象插入到TreeSet中时，该对象就必须实现Comparable接口，否则会抛出ClassCastException异常。同时，TreeSet默认情况下只允许存储统一类型的对象，否则会产生一些不正常的运行表现。这点很好理解，只有统一类型才能保证比较逻辑上的一致性。如果插入元素时，compareTo方法返回0，说明集合中已经存在了一样的元素，那么该集合就不能被插入，体现了Set元素的不可重复性。
总结
性能上，HashSet总比TreeSet摇号，尤其是添加和查询操作，由于hash算法的存在，HashSet都会快得多，因为TreeSet需要额外的红黑树算法来维护集合元素的排序。理论上，只有当需要一个能保持排序的Set时，我们才会考虑使用TreeSet，否则都该首选HashSet。
LinkedHashSet由于要使用链表来维护集合元素的插入顺序，也会带来额外的开销，但是因为链表的实现方式，它的遍历操作相较于HashSet会更快捷。
还有一点就是，HashSet和TreeSet都是线程不安全的。为了防止多线程访问同一个Set而导致的不同步问题，我们必须手动保证Set的线程安全，通常可以使用Collections工具类的SynchronizedSortedSet装饰符在创建Set时来包装Set集合，如下所示：
SortedSet sortedSet = Collections synchronizedSortedSet(new TreeSet(...));