hashset数据结构（hash数据结构图）

## HashSet 数据结构### 简介HashSet 是一种常用的数据结构，实现了 Set 接口，用于存储无序、不可重复的元素。它基于哈希表实现，通过元素的哈希值来快速定位元素位置，从而实现高效的添加、删除和查找操作。### 特点

无序性:

HashSet 中的元素没有特定的顺序，不能保证元素的插入顺序和迭代顺序一致。

唯一性:

HashSet 不允许存储重复元素，任何试图添加重复元素的操作都会被忽略。

基于哈希表实现:

HashSet 使用哈希表来存储元素，通过元素的哈希值来快速定位元素位置。### 原理HashSet 内部使用哈希表来存储元素。哈希表是一个数组和链表的组合结构，利用哈希函数将元素的键映射到数组的特定索引位置。当多个元素的键映射到同一个索引位置时，就会形成链表，也称为哈希冲突。

主要操作：

1.

添加元素:

计算元素的哈希值。

根据哈希值找到对应的索引位置。

如果该位置为空，则直接将元素存储在该位置。

如果该位置已经有元素，则遍历链表，检查是否存在相同元素。

如果存在相同元素，则不添加。

如果不存在相同元素，则将新元素插入到链表头部或尾部。 2.

删除元素:

计算元素的哈希值。

根据哈希值找到对应的索引位置。

如果该位置为空，则表示元素不存在，无需删除。

如果该位置存在元素，则遍历链表，查找目标元素。

如果找到目标元素，则将其从链表中删除。

如果未找到目标元素，则表示元素不存在，无需删除。 3.

查找元素:

计算元素的哈希值。

根据哈希值找到对应的索引位置。

如果该位置为空，则表示元素不存在。

如果该位置存在元素，则遍历链表，查找目标元素。

如果找到目标元素，则返回 true。

如果未找到目标元素，则返回 false。### 性能HashSet 的性能取决于哈希函数的选择和哈希冲突的处理方式。在理想情况下，哈希函数能够将元素均匀地分布在哈希表中，并且哈希冲突的概率很低，此时 HashSet 的添加、删除和查找操作的时间复杂度均为 O(1)。但是，如果哈希函数选择不当或者哈希冲突频繁发生，HashSet 的性能就会下降，最坏情况下，时间复杂度会退化为 O(n)，其中 n 为元素数量。### 应用场景HashSet 适用于以下场景：

去重:

可以利用 HashSet 的唯一性来快速去除重复元素。

判断元素是否存在:

可以利用 HashSet 的查找操作来快速判断元素是否存在。

集合运算:

HashSet 支持常见的集合运算，例如并集、交集、差集等。### 总结HashSet 是一种高效、实用的数据结构，适用于需要存储无序、不可重复元素的场景。它基于哈希表实现，通过元素的哈希值来快速定位元素位置，从而实现高效的添加、删除和查找操作。在选择使用 HashSet 时，需要注意哈希函数的选择和哈希冲突的处理方式，以保证其性能。

HashSet 数据结构

简介HashSet 是一种常用的数据结构，实现了 Set 接口，用于存储无序、不可重复的元素。它基于哈希表实现，通过元素的哈希值来快速定位元素位置，从而实现高效的添加、删除和查找操作。

特点* **无序性:** HashSet 中的元素没有特定的顺序，不能保证元素的插入顺序和迭代顺序一致。 * **唯一性:** HashSet 不允许存储重复元素，任何试图添加重复元素的操作都会被忽略。 * **基于哈希表实现:** HashSet 使用哈希表来存储元素，通过元素的哈希值来快速定位元素位置。

原理HashSet 内部使用哈希表来存储元素。哈希表是一个数组和链表的组合结构，利用哈希函数将元素的键映射到数组的特定索引位置。当多个元素的键映射到同一个索引位置时，就会形成链表，也称为哈希冲突。**主要操作：**1. **添加元素:*** 计算元素的哈希值。* 根据哈希值找到对应的索引位置。* 如果该位置为空，则直接将元素存储在该位置。* 如果该位置已经有元素，则遍历链表，检查是否存在相同元素。* 如果存在相同元素，则不添加。* 如果不存在相同元素，则将新元素插入到链表头部或尾部。 2. **删除元素:*** 计算元素的哈希值。* 根据哈希值找到对应的索引位置。* 如果该位置为空，则表示元素不存在，无需删除。* 如果该位置存在元素，则遍历链表，查找目标元素。* 如果找到目标元素，则将其从链表中删除。* 如果未找到目标元素，则表示元素不存在，无需删除。 3. **查找元素:*** 计算元素的哈希值。* 根据哈希值找到对应的索引位置。* 如果该位置为空，则表示元素不存在。* 如果该位置存在元素，则遍历链表，查找目标元素。* 如果找到目标元素，则返回 true。* 如果未找到目标元素，则返回 false。

性能HashSet 的性能取决于哈希函数的选择和哈希冲突的处理方式。在理想情况下，哈希函数能够将元素均匀地分布在哈希表中，并且哈希冲突的概率很低，此时 HashSet 的添加、删除和查找操作的时间复杂度均为 O(1)。但是，如果哈希函数选择不当或者哈希冲突频繁发生，HashSet 的性能就会下降，最坏情况下，时间复杂度会退化为 O(n)，其中 n 为元素数量。

应用场景HashSet 适用于以下场景：* **去重:** 可以利用 HashSet 的唯一性来快速去除重复元素。 * **判断元素是否存在:** 可以利用 HashSet 的查找操作来快速判断元素是否存在。 * **集合运算:** HashSet 支持常见的集合运算，例如并集、交集、差集等。

总结HashSet 是一种高效、实用的数据结构，适用于需要存储无序、不可重复元素的场景。它基于哈希表实现，通过元素的哈希值来快速定位元素位置，从而实现高效的添加、删除和查找操作。在选择使用 HashSet 时，需要注意哈希函数的选择和哈希冲突的处理方式，以保证其性能。