JavaSet集合去重原理解析

Java中Set集合“不能存重复值”的本质并非魔法，而是严格依赖开发者定义的相等性契约：HashSet通过hashCode()和equals()协同判断重复，TreeSet则依靠compareTo()或Comparator的比较结果，二者逻辑可能不一致；若自定义类未正确重写这些方法，看似相同的数据可能被当作不同元素存入，或导致运行时异常；更需警惕的是，add()操作对重复元素仅静默返回false而非报错，极易引发隐蔽bug——理解并遵守equals/hashCode一致性约定，才是掌控Set去重行为的关键。

Set 的重复值判断依赖于 equals() 和 hashCode()

Java 中 Set 接口本身不规定去重逻辑，真正起作用的是它的具体实现类（如 HashSet、TreeSet、LinkedHashSet）。其中最常用的是 HashSet，它底层用 HashMap 存储元素 —— 把元素作为 key，固定对象 PRESENT 作为 value。所以“不能存重复值”的本质，是 HashMap.put() 拒绝插入相同 key 的行为。

而 HashMap 判断 key 是否相同，分两步：

• 先比 hashCode()：如果两个对象的 hashCode() 不同，直接认为不相等；
• 再比 equals()：只有 hashCode() 相同，才会调用 equals() 进一步确认。

这意味着：如果你自定义类放进 HashSet，但没重写 equals() 和 hashCode()，那默认用的是 Object 的实现（基于内存地址），即使两个对象内容完全一样，也会被当作不同元素存入。

TreeSet 的去重逻辑完全不同：靠 compareTo() 或 Comparator

TreeSet 底层是红黑树，不依赖 hashCode()，而是依赖元素的自然顺序或外部比较器。它用 Comparable.compareTo()（或 Comparator.compare()）返回值是否为 0 来判断“重复”。

也就是说：TreeSet 认为两个元素重复，当且仅当 compare(a, b) == 0（或 a.compareTo(b) == 0）。这和 HashSet 的语义可能不一致 —— 比如你重写了 equals() 但没实现 Comparable，或者 compareTo() 的逻辑和 equals() 不一致，就可能出现“HashSet 觉得不重复，TreeSet 却只留一个”的情况。

常见错误示例：

class Person {
    String name;
    int age;
    Person(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; }
    // 忘记重写 equals/hashCode → HashSet 会存多个相同内容对象
    // 也没实现 Comparable → TreeSet 会抛 ClassCastException
}

添加失败时不会报错，只是静默忽略

Set.add() 方法返回 boolean：成功添加返回 true，发现重复则返回 false，**不会抛异常**。很多人误以为“加不进去是 bug”，其实是正常行为。

容易踩的坑包括：

• 用 new Integer(1) 和 new Integer(1) 测试 HashSet，发现能去重 —— 这是因为 Integer 正确实现了 equals() 和 hashCode()；
• 换成 new Object() 试，发现两个新 Object 实例都能加进去 —— 因为它们的 hashCode() 不同（地址不同），equals() 也返回 false；
• 在循环里反复 set.add(x) 却没检查返回值，误以为每次都新增了数据。

唯一性不是“值相等”，而是“逻辑相等”的约定结果

所谓“不能存重复值”，其实是个契约：你告诉集合“哪些对象算一样”，集合才据此执行去重。这个契约由你提供的 equals()/hashCode() 或 compareTo() 定义。Java 不做任何智能推断。

最常被忽略的一点是：hashCode() 和 equals() 必须保持一致性 —— 如果两个对象 equals() 返回 true，它们的 hashCode() **必须相同**；反之不强制。违反这点会导致 HashSet 行为异常（比如该找到的元素找不到）。

复杂点在于：这个契约一旦定下，就不能随意改。比如把 Person 的 hashCode() 基于 name，后来又想按 name + age 判断相等，就必须同步更新两个方法，否则已有数据在集合里的位置就乱了。

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