Java 哈希表详解：HashMap 与 HashSet 核心用法

a. 创建对象

// 创建一个键为 String，值为 Integer 的 HashMap
Map<String, Integer> userScores = new HashMap<>();

b. 添加或修改元素：put(key, value)

userScores.put("Alice", 95); // 添加
userScores.put("Bob", 88);
Integer oldScore = userScores.put("Alice", 100); // 修改，key 已存在，返回旧值 95

c. 获取元素：get(key)

Integer score = userScores.get("Bob"); // 返回 88
Integer nonExistentScore = userScores.get("David"); // 返回 null

d. 删除元素：remove(key)

userScores.remove("Bob"); // 删除键为 "Bob" 的键值对

e. 检查是否存在

• containsKey(key): 检查是否包含指定的键。
• containsValue(value): 检查是否包含指定的值。

boolean hasAlice = userScores.containsKey("Alice"); // true
boolean hasScore95 = userScores.containsValue(95); // false (因为 Alice 的分数已被修改为 100)

f. 获取大小和判空

• size(): 返回键值对的数量。
• isEmpty(): 判断是否为空。

int count = userScores.size();
boolean isEmpty = userScores.isEmpty();

g. 遍历 (三种方式)

// 1. 遍历键 (keySet)
for (String name : userScores.keySet()) {
    System.out.println("Key: " + name + ", Value: " + userScores.get(name));
}
// 2. 遍历值 (values) - 如果只关心值
for (Integer s : userScores.values()) {
    System.out.println("Value: " + s);
}
// 3. 遍历键值对 (entrySet) - 最高效的方式
for (Map.Entry<String, Integer> entry : userScores.entrySet()) {
    System.out.println("Key: " + entry.getKey() + ", Value: " + entry.getValue());
}

二、HashSet 详解

HashSet 是一个实现了 Set 接口的类，用于存储唯一的元素。

核心特点：

• 存储结构：只存储单个元素 (element)。
• 唯一性：元素是唯一的，不允许重复。
• null 值：允许存储一个 null 元素。
• 顺序：无序的，不保证元素的存取顺序。
• 线程安全：非线程安全。

1. 组成结构

HashSet 的内部实际上是一个 HashMap 实例。当你向 HashSet 中添加一个元素时，这个元素会作为 HashMap 的 key 存储，而 HashMap 的 value 则被一个固定的虚拟对象 PRESENT 占据。判断元素是否重复，其实就是判断 HashMap 中是否已存在这个 key。

2. 基础语法与代码示例

首先，需要导入包：

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

a. 创建对象

// 创建一个存储 String 类型元素的 HashSet
Set<String> uniqueNames = new HashSet<>();

b. 添加元素：add(element)

add 方法会尝试添加一个元素。

• 如果元素不存在，则添加成功，返回 true。
• 如果元素已存在，则添加失败，返回 false。

boolean r1 = uniqueNames.add("Alice"); // true
boolean r2 = uniqueNames.add("Bob"); // true
boolean r3 = uniqueNames.add("Alice"); // false，因为 "Alice" 已存在

c. 删除元素：remove(element)

uniqueNames.remove("Bob"); // 删除 "Bob"

d. 检查是否存在：contains(element)

boolean hasAlice = uniqueNames.contains("Alice"); // true
boolean hasDavid = uniqueNames.contains("David"); // false

e. 获取大小和判空

• size(): 返回元素的数量。
• isEmpty(): 判断是否为空。

int count = uniqueNames.size();
boolean isEmpty = uniqueNames.isEmpty();

f. 遍历

由于 HashSet 只有元素，没有键值对，遍历方式相对简单。

// 使用 for-each 循环遍历
for (String name : uniqueNames) {
    System.out.println("Name: " + name);
}
// 也可以使用迭代器 (Iterator)
// java.util.Iterator<String> it = uniqueNames.iterator();
// while (it.hasNext()) {
//     System.out.println(it.next());
// }

三、HashMap 与 HashSet 的总结对比

何时使用？

• 使用 HashMap：当你需要存储关联信息时，例如，存储用户的 ID 和其对应的详细信息对象，或者存储单词和它的出现次数。你需要通过一个唯一的标识（key）来快速查找一个值（value）。
• 使用 HashSet：当你只关心某个元素是否存在于一个集合中，而不关心它的具体值或者映射关系时。例如，需要对大量数据进行去重，或者判断一个用户是否已经点过赞。

场景用法

一：存在性检查 (判断在或不在)

这是哈希表的看家本领。用 HashSet 可以实现闪电般的判断。

import java.util.HashSet;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个登记簿
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        set.add("张三");
        set.add("李四");
        // 瞬间检查'李四'是否已登记
        if (set.contains("李四")) {
            System.out.println("李四已经登记过了！");
        }
    }
}

二：键值对存取 (根据 A 找 B)

HashMap 就像一个完美的档案柜，根据唯一的标签（Key）瞬间存取档案内容（Value）。

import java.util.HashMap;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个'学号 -> 分数'的档案柜
        HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("S01", 95);
        map.put("S02", 88);
        // 根据学号"S01"瞬间拿到他的分数
        int score = map.get("S01");
        System.out.println("S01 的分数是：" + score);
        // 输出：95
    }
}

三：数据去重 (过滤重复项)

HashSet 天生不允许重复，是最高效的'去重神器'。

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashSet;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 一个有重复水果的列表
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("苹果");
        list.add("香蕉");
        list.add("苹果");
        // 直接把列表'扔'进 HashSet，自动去重
        HashSet<String> set = new HashSet<>(list);
        System.out.println("去重之后：" + set);
        // 输出：[苹果，香蕉]
    }
}