简要总结 HashSet 和 HashMap(Java)

一、基本概念

HashSet

  • 定义:只存储值(元素)的集合
  • 特点:不允许重复元素,无序
  • 底层实现:基于 HashMap 实现

HashMap

  • 定义:存储键值对(key-value)的映射
  • 特点:key 不允许重复,value 可以重复
  • 底层实现:数组 + 链表/红黑树

二、常用操作

HashSet 常用方法

java 复制代码
Set<String> set = new HashSet<>();
set.add("apple");           // 添加元素
set.contains("apple");      // 判断是否存在
set.remove("apple");        // 删除元素
set.size();                 // 获取大小
set.isEmpty();              // 判断是否为空
set.clear();                // 清空

HashMap 常用方法

java 复制代码
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("apple", 1);        // 添加/更新
map.get("apple");           // 获取值
map.containsKey("apple");   // 判断key是否存在
map.remove("apple");        // 删除
map.size();                 // 获取大小
map.keySet();               // 获取所有key
map.values();               // 获取所有value
map.entrySet();             // 获取所有键值对

三、时间复杂度

HashSet

  • 添加/查找/删除:O(1) 平均,O(n) 最坏

HashMap

  • 添加/查找/删除:O(1) 平均,O(n) 最坏

四、使用场景

HashSet 适用场景

  • 去重:去除重复元素
  • 快速查找:判断元素是否存在
  • 记录访问过的节点:如检测链表环

HashMap 适用场景

  • 计数:统计元素出现次数
  • 缓存:key-value 缓存
  • 索引:快速根据 key 查找 value
  • 两数之和:快速查找目标值

五、实际应用示例

HashSet 示例

java 复制代码
//去重
Set<Integer>set=new HashSet<>();
for(int num:arr){
    set.add(num); //自动去重
}
//检测链表环
Set<ListNode>visited =new HashSet<>();
while(node!=null){
    if(visited.contains(node)){
        return true; 
}
    visited.add(node);
    node=node.next;
}

HashMap 示例

java 复制代码
//计数
Map<String,Integer> count=new HashMap();
for(String word:words){
    count.put(word,getOrDefault(word,0)+1);
}

关键方法:

  • count.getOrDefault(word, 0):获取 word 对应的值,不存在返回 0
  • count.put(word, newCount):存入或更新 word 的计数

执行过程:

words = "apple", "banana", "apple"

第1次:apple

getOrDefault("apple", 0) = 0(不存在)

put("apple", 0 + 1) → count = {apple=1}

第2次:banana

getOrDefault("banana", 0) = 0

put("banana", 0 + 1) → count = {apple=1, banana=1}

第3次:apple

getOrDefault("apple", 0) = 1(已存在)

put("apple", 1 + 1) → count = {apple=2, banana=1}

java 复制代码
public int[] towSum(int[]nums,int target){
    Map<Integer,Integer>map=new HashMap<>();
    for(int i=0;i<nums.length;i++){
        int need=target-nums[i];
    }
    if(map.containKey(need)){
        int index1=map.get(need); //之前遇到的数的索引
        int index2=i;            //当前数的索引
        int [] result=new int[2];
        result[0]=index1;
        result[1]=index2;
        return result;
    }
    //没找到,把当前数和索引存入map
    map.put(nums[i],i);        

}

六、注意事项

  1. equals 和 hashCode:自定义类作为 key 或元素时,必须重写
  1. null 值:都允许一个 null 值
  1. 线程安全:都不是线程安全的
  1. 初始容量:默认 16,负载因子 0.75
  1. 遍历顺序:不保证顺序

七、总结对比表

特性 HashSet HashMap
存储内容 值(元素) 键值对
重复性 不允许重复 key 不允许重复
时间复杂度 O(1) 平均 O(1) 平均
主要用途 去重、查找 映射、计数
常用方法 add, contains, remove put, get, containsKey
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