java面试题： HashMap、HashSet 和 HashTable 的区别

 

HashMap 常用方法

 

HashMap 是一个基于哈希表的 Map 接口的实现。它允许使用 null 值和 null 键。

 

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// 创建一个HashMap

HashMap<KeyType, ValueType> map = new HashMap<>();

 

// 添加元素

map.put(key, value);

 

// 获取元素

ValueType value = map.get(key);

 

// 删除元素

map.remove(key);

 

// 替换元素

map.replace(key, newValue);

 

// 如果指定的键尚未与值关联（或其值为null），则将其与该值关联

map.putIfAbsent(key, value);

 

// 判断键/值是否存在

boolean containsKey = map.containsKey(key);

boolean containsValue = map.containsValue(value);

 

// 获取集合

Set<KeyType> keySet = map.keySet();

Collection<ValueType> values = map.values();

Set<Map.Entry<KeyType, ValueType>> entrySet = map.entrySet();

 

// 遍历Map

for (Map.Entry<KeyType, ValueType> entry : map.entrySet()) {

    KeyType key = entry.getKey();

    ValueType value = entry.getValue();

    // ...

}

 

// 其他常用方法

int size = map.size();

boolean isEmpty = map.isEmpty();

map.clear(); // 清空HashMap

 

HashSet 常用方法

 

HashSet 是一个不允许出现重复元素的集合。它基于 HashMap 实现，因此不包含重复元素的特性是由 HashMap 的键的唯一性保证的。

 

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// 创建一个HashSet

HashSet<ElementType> set = new HashSet<>();

 

// 添加元素

set.add(element);

 

// 删除元素

set.remove(element);

 

// 判断元素是否存在

boolean contains = set.contains(element);

 

// 遍历HashSet

for (ElementType element : set) {

    // ...

}

 

// 其他常用方法

int size = set.size();

boolean isEmpty = set.isEmpty();

set.clear(); // 清空HashSet

 

Hashtable 常用方法（不推荐使用）

 

Hashtable 是一个同步的 Map 接口的实现，因此是线程安全的。然而，由于同步的开销，它通常比 HashMap 慢。在现代Java开发中，Hashtable 很少被使用，因为它已经被 ConcurrentHashMap 所取代，后者提供了更好的并发性能。

 

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// 创建一个Hashtable

Hashtable<KeyType, ValueType> table = new Hashtable<>();

 

// 大部分方法与HashMap相同，但由于Hashtable是同步的，

// 所以其方法调用可能会有额外的性能开销。

 

// 示例：添加元素

table.put(key, value);

 

// 示例：获取元素

ValueType value = table.get(key);

 

// ... 其余方法与HashMap类似

 

 

注意：

 

由于 Hashtable 是同步的，因此在多线程环境下，如果你不需要同步，使用 HashMap 会更加高效。如果你需要并发安全的 Map，建议使用 ConcurrentHashMap。

HashMap 和 HashSet 的迭代顺序并不是基于插入顺序的，而是基于哈希码的。如果需要有序的集合，请考虑使用 LinkedHashMap 或 LinkedHashSet。

在使用集合时，要注意 null 值的处理。HashMap 允许使用 null 键和 null 值，但 HashSet 不允许 null 元素（因为 null 键在 HashMap 中是允许的，但 HashSet 是基于 HashMap 的键集合实现的）。而 Hashtable 也不允许使用 null 键或 null 值。

 1. 同步性（Synchronization）：

 • HashMap： 不是同步的，不保证线程安全。多个线程同时访问和修改 HashMap 可能导致不确定的行为。典型情景： 实现一个缓存机制，需要高效地存储键值对。

 • HashSet： 与 HashMap 一样，也不是同步的。 典型情景： 需要存储一组唯一的元素。HashSet 确保元素的唯一性，并且对于基本操作（如添加、删除和包含）具有常数时间性能。

 • HashTable： 是同步的，对其操作进行了同步处理，可以用于多线程环境。

但是现实生活中需要线程安全的情况下我们较多使用ConcurrentHashmap。

 

 2. Null 元素：

 • HashMap： 允许一个键为 null，允许多个值为 null。

 • HashSet： 允许一个元素为 null。

 • HashTable： 不允许键或值为 null。

 

 3. 继承关系：

 • HashMap： 继承自 AbstractMap 类，实现了 Map 接口。

 • HashSet： 实现了 Set 接口，底层通过 HashMap 实现。

 • HashTable： 继承自 Dictionary 类，实现了 Map 接口。

 

HashSet、LinkedHashSet 和 TreeSet 的区别：

 

 1. 顺序性：

 • HashSet： 不保证元素的顺序，可能会发生变化。

 • LinkedHashSet： 保持元素插入的顺序，迭代顺序与插入顺序一致。

 • TreeSet： 保持元素的自然顺序或者通过构造函数提供的 Comparator 进行排序。

 2. 底层数据结构：

 • HashSet： 基于 HashMap 实现，使用 HashMap 的键存储元素。

 • LinkedHashSet： 基于 LinkedHashMap 实现，使用 LinkedHashMap 的键存储元素。

 • TreeSet： 基于 TreeMap 实现，使用 TreeMap 的键存储元素