`HashMap`、`Hashtable` 和 `HashSet`的区别

HashMap、Hashtable 和 HashSet 都是 Java 中常用的集合类，它们的功能和实现有所不同，尽管它们都使用哈希表（hash table）作为底层数据结构。以下是它们之间的主要区别：

1. HashMap 和 Hashtable 的区别

特性	HashMap	Hashtable
线程安全性	不支持线程安全（非同步）	线程安全，所有方法都加了 synchronized 锁
性能	因为没有同步，性能较高（适用于单线程或同步控制由外部管理的场景）	由于同步机制，性能相对较差
null 键和值	允许一个 null 键和多个 null 值	不允许 null 键和 null 值
迭代器	Iterator（快速失败）	Enumerator（过时，不推荐使用）
引入时间	从 JDK 1.2 引入	从 JDK 1.0 引入
扩容机制	默认初始容量是 16，负载因子为 0.75，扩容时容量变为原来的 2 倍	同样的扩容机制，但在高并发情况下性能较差

总结：

• HashMap 是 Hashtable 的改进版，不支持线程同步，因此在单线程环境中或者需要外部同步的环境中性能更高。
• Hashtable 是线程安全的，但性能较差，且其 API 中的 Enumerator 被淘汰，现在通常推荐使用 HashMap 或者更现代的并发集合类。

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2. HashMap 和 HashSet 的区别

特性	HashMap	HashSet
底层数据结构	基于哈希表（HashMap 是由 HashMap 实现的，键值对结构）	基于哈希表（其实是 HashMap 的包装，元素是集合的键）
元素类型	存储键值对（Key-Value），每个键映射到一个值	存储单一元素，不存储值，只关心键
键值对	每个元素是一个 key-value 对（即包含键和值）	每个元素只有一个 key（没有值）
实现接口	实现了 Map 接口	实现了 Set 接口
重复元素	允许重复值，但键不可重复	不允许重复元素（没有值的概念）
添加元素的方式	使用 put(key, value) 添加元素	使用 add(element) 添加元素
用途	适用于需要存储键值对的场景	适用于存储唯一元素的场景（去重）

总结：

• HashMap 存储的是键值对（key-value），是一个 Map 类型的集合。
• HashSet 存储的是唯一的元素，它的底层是基于 HashMap 实现的，实际上，它将每个元素作为 HashMap 的键，并将值设置为一个常量对象。

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3. Hashtable 和 HashSet 的区别

特性	Hashtable	HashSet
底层数据结构	基于哈希表（Hashtable 是一个 Map 接口的实现类）	基于哈希表（实际上是通过 HashMap 实现的，存储唯一元素）
线程安全性	线程安全（方法加锁）	不支持线程安全（非同步）
元素类型	存储键值对（key-value）	存储单一元素，去重集合
重复元素	键不可重复，值可以重复	不允许重复元素（没有值的概念）
性能	由于方法都加锁，性能较差	无锁设计，性能较高
用途	适用于存储键值对的线程安全集合	适用于存储不重复元素的集合（去重）

总结：

• Hashtable 是线程安全的 Map 类型，存储的是键值对。
• HashSet 是非线程安全的集合类，存储唯一的元素（值没有意义，只有键），底层通过 HashMap 实现。

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小结

• HashMap：实现了 Map 接口，存储键值对，线程不安全，允许 null 键和 null 值。
• Hashtable：线程安全，存储键值对，早期版本的 Map，不允许 null 键和值，性能较低。
• HashSet：实现了 Set 接口，存储唯一元素，底层实现使用 HashMap，线程不安全。

如果不需要线程安全，建议使用 HashMap 和 HashSet。如果需要线程安全，可以考虑使用 ConcurrentHashMap 或者使用 Collections.synchronizedMap() 和 Collections.synchronizedSet() 来包装非线程安全的集合。