1. HashSet集合存储数据的结构（哈希表）
1.1 什么是哈希表？
哈希表底层使用的也是数组机制，数组中也存放对象，而这些对象往数组中存放时的位置比较特殊，当需要把这些对象给数组中存放时，那么会根据这些对象的特有数据结合相应的算法，计算出这个对象在数组中的位置，然后把这个对象存放在数组中。而这样的数组就称为哈希数组，即就是哈希表。
1.2 哈希表存储数据结构原理
当向哈希表中存放元素时，需要根据元素的特有数据结合相应的算法，这个算法其实就是Object类中的hashCode方法。由于任何对象都是Object类的子类，所以任何对象也拥有这个方法。即就是在给哈希表中存放对象时，会调用对象的hashCode方法，算出对象在表中的存放位置，这里需要注意，如果两个对象hashCode方法算出结果一样，这样现象称为哈希冲突，这时会调用对象的equals方法，比较这两个对象是不是同一个对象，如果equals方法返回的是true，那么就不会把第二个对象存放在哈希表中，如果返回的是false，就会把这个值存放在哈希表中。
1.3 哈希表存储数据结构原理图
2. hash
hash是散列的意思，就是把任意长度的输入，通过散列算法变换成固定长度的输出，该输出就是散列值。关于散列值，有以下几个关键结论：
-
如果散列表中存在和散列原始输入
K相等的记录，那么K必定在f(K)的存储位置上 -
不同关键字经过散列算法变换后可能得到同一个散列地址，这种现象称为碰撞
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如果两个hash值不同（前提是同一hash算法），那么这两个hash值对应的原始输入必定不同
3. hashCode
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hashCode的存在主要是为了查找的快捷性，hashCode是用来在散列存储结构中确定对象的存储地址的
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如果两个对象equals相等，那么这两个对象的hashCode一定也相同
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如果对象的equals方法被重写，那么对象的hashCode方法也尽量重写
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如果两个对象的hashCode相同，不代表两个对象就相同，只能说明这两个对象在散列存储结构中，存放于同一个位置
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如果根据equals方法，两个对象不相等，那么对这两个对象中的任一对象上调用 hashCode 方法不一定生成不同的整数结果。但是，程序员应该意识到，为不相等的对象生成不同整数结果可以提高哈希表的性能。
4. hashCode作用
我们知道Set里面的元素是不可以重复的，那么如何做到？
Set是根据equals()方法来判断两个元素是否相等的。比方说Set里面已经有1000个元素了，那么第1001个元素进来的时候，最多可能调用1000次equals方法，如果equals方法写得复杂，对比的东西特别多，那么效率会大大降低。使用HashCode就不一样了，比方说HashSet，底层是基于HashMap实现的，先通过HashCode取一个模，这样一下子就固定到某个位置了，如果这个位置上没有元素，那么就可以肯定HashSet中必定没有和新添加的元素equals的元素，就可以直接存放了，都不需要比较；如果这个位置上有元素了，逐一比较，比较的时候先比较HashCode，HashCode都不同接下去都不用比了，肯定不一样，HashCode相等，再equals比较，没有相同的元素就存，有相同的元素就不存。如果原来的Set里面有相同的元素，只要HashCode的生成方式定义得好（不重复），不管Set里面原来有多少元素，只需要执行一次的equals就可以了。这样一来，实际调用equals方法的次数大大降低，提高了效率。
5. HashSet存储JavaAPI中的类型元素
给HashSet中存储JavaAPI中提供的类型元素时，不需要重写元素的hashCode和equals方法，因为这两个方法，在JavaAPI的每个类中已经重写完毕，如String类、Integer类等。
举个栗子:
public class HashSetDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建HashSet对象
HashSet<String> hs = new HashSet<String>();
//给集合中添加自定义对象
hs.add("zhangsan");
hs.add("lisi");
hs.add("wangwu");
hs.add("zhangsan");
//取出集合中的每个元素
Iterator<String> it = hs.iterator();
while(it.hasNext()){
String s = it.next();
System.out.println(s);
}
}
}
输出结果：
wangwu
lisi
zhangsan
6. HashSet存储自定义类型元素
给HashSet中存放自定义类型元素时，需要重写对象中的hashCode和equals方法，建立自己的比较方式，才能保证HashSet集合中的对象唯一
举个栗子：
自定义Student类
public class Student {
private String name;
private int age;
public Student(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
}
@Override
public int hashCode() {
final int prime = 31;
int result = 1;
result = prime * result + age;
result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
return result;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (obj == null)
return false;
if (this == obj)
return true;
if (!(obj instanceof Student)){
return false;
}
Student other = (Student) obj;
return this.age == other.age && this.name.equals(other.name);
}
}
创建HashSet集合，存储Student对象
public class HashSetDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建HashSet对象
HashSet<Student> hs = new<Student> HashSet();
//给集合中添加自定义对象
hs.add(new Student("zhangsan",21));
hs.add(new Student("lisi",22));
hs.add(new Student("wangwu",23));
hs.add(new Student("zhangsan",21));
//取出集合中的每个元素
Iterator it = hs.iterator();
while(it.hasNext()){
Student s = (Student)it.next();
System.out.println(s);
}
}
}
输出结果：
Student [name=lisi, age=22]
Student [name=zhangsan, age=21]
Student [name=wangwu, age=23]
7. 写在后面
保证HashSet集合元素的唯一，其实就是根据对象的hashCode和equals方法来决定的。如果我们往集合中存放自定义的对象，那么保证其唯一，就必须重写hashCode和equals方法建立属于当前对象的比较方式。