HashSet<E> 是 Java 集合框架中 Set 接口最常用的實現，其核心特徵是無序、唯一、允許單一 null。本文從 JDK 源碼（1.8 版本為準）出發，深度解析其「以 Map 為底層」的精妙設計，揭示為何它能高效支撐去重與查找操作。
private transient HashMap<E, Object> map;
// 所有元素共用的唯一 VALUE 對象
private static final Object PRESENT = new Object();
關鍵洞察：HashSet 並不單獨維護數據結構，而是完全委託給一個 HashMap<E, Object>。所有「元素」實際存儲為 Map 的 Key，而 Value 統一指向同一個 PRESENT 靜態對象。這種「鍵值統一」設計極大簡化了實現複雜度。
| 構造器 | 底層 HashMap 參數 | 適用場景 |
|---|---|---|
HashSet() | 默認容量 16、負載因子 0.75 | 通用場景 |
HashSet(Collection<? extends E> c) | 容量 = max((int)(c.size()/0.75f)+1, 16) | 批量導入，預估大小避免擴容 |
HashSet(int initialCapacity) | 指定容量、默認負載因子 | 預知數據量大致範圍 |
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) | 完全自定義 | 極致性能調優 |
HashSet(int, float, boolean dummy) | LinkedHashMap（包私有） | 支援 LinkedHashSet 維持插入序 |
// 添加元素：利用 put 返回舊值特性實現去重
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT) == null;
}
// 判斷包含：直接委託 containsKey
public boolean contains(Object o) {
return map.containsKey(o);
}
// 刪除元素：remove 返回被刪除的 Value，比對 PRESENT
public boolean remove(Object o) {
return map.remove(o) == PRESENT;
}
// 迭代器：直接返回 keySet 迭代器
public Iterator<E> iterator() {
return map.keySet().iterator();
}
由於 HashMap 的 table 字段為 transient，HashSet 實現了自定義 writeObject/readObject：
LinkedHashSet），逐個 put(e, PRESENT)這保證了反序列化後仍保持去重特性與正確的內部結構。
resize() 導致性能抖動hashCode()/equals()，是正確性的前提LinkedHashSet（雙向鏈表維序）或 TreeSet（紅黑樹有序）透過源碼可以看到，HashSet 是「組合優於繼承」的教科書級範例：用極少代碼復用 HashMap 成熟穩健的哈希邏輯，實現了 Set 接口的全部契約。下次面試被問「HashSet 如何保證唯一性」，你可以自信地回答：「它把元素當 Key 存進 HashMap，Value 統一用一個 PRESENT 對象佔位，put 返回 null 代表首次加入，非 null 代表已存在。」
