【Set是如何保证元素不重复的】

经典回答

（在面试过程中是不是被问到了呢？不会？只能说你在这之前没遇到我！集合框架这篇博文去了解一下整个集合框架的分类）
在Java的Set体系中，根据实现方式不同主要分为两个大类：HashSet和TreeSet。

1、TreeSet是二叉树实现的，TreeSet中的数据是自动排好序的，不允许放入null值；底层基于TreeMap。

2、HashSet是哈希表实现的，HashSet中的数据是无序的，可以放入null，但是只能放入一个null，两者中的值是都不能重复的，就如同数据库中唯一约束；它的底层基于HashMap。

知识面要拓展

1.在HashSet中，基本的操作都是有HashMap底层实现的，因为HashSet底层用HashMap存储数据的。当向HashSet中添加元素的时间，首先计算元素的hashCode值，然后通过扰动计算和按位与的方式计算出这个元素的存储位置，如果这个位置为空，就将元素添加进去；如果不为空，则用equals方法比较元素是否相等，相等就不添加，否则找空位添加。

2.
TreeSet的底层是TreeMap的KeySet()，而TreeMap是基于红黑树实现的，红黑树是一种平衡二叉查找树，它能保证任何一个节点在左右子树的高度差，不会超过较为矮的那颗的一倍。

3.
TreeMap是按照Key排序的，元素在插入TreeSet时compareTo()方法要被调用，所以TreeSet中元素要实现Comparable接口。TreeSet作为一种Set，它不允许出现重复元素。TreeSet是用compareTo()方法来判断重复元素的。

知识储备再拓展

HashSet、TreeSet、LinkedHashSet、BitSet有什么区别？？？
我希望我介绍完以后你们以后被遇到就不要只会摇头了 ^{- - -}

1.功能不同：
HashSet是功能最简单的Set，只能提供去重的能力；
LinkedHashSet不仅提供了去重的能力，而且还能记录插入和查询顺序；
TreeSet提供了去重和排序的能力；
BitSet不仅能提供去重能力，同时也能减少存储空间的浪费，不过对于普通的对象不太友好，需要做额外处理。（我擦，这不是自己给自己玩坑吗？别急，一会就给你详细介绍BitSet）

2.实现方式不同：
HashSet基于HashMap，去重的话根据HashCode和equals方法；
LinkedHashSet是基于LinkedHashMap，通过双向链表记录插入顺序；
TreeSet是基于TreeMap的，去重是根据compareTo() 方法的；
BitSet基于位数组，一般只用于数字的存储和去重；

3. 其实，BitSet只是叫做Set而已，它既没有实现Collection接口，也和Iterator接口没有什么关系，但是是名字相似而已。

什么是BitSet？有什么用？

顾名思义，BitSet是位集合，通常来说，位集合的底层的数据结构式一个bit数组，如果第n位为1，则表明数字n在数组中。

（真他么抽象不好理解？别慌骂人）
举个例子，如果调用BitSet #set(10)，业务用语的意思就是把10放进BitSet中，内部的操作则是通过二进制的第十位(低位)置为1。这样，就代表BitSet中包含了10这个数字。

不过，对于Java中的BitSet来讲，因为Java不知道bit类型，所以它的底层结构并不是一个bit类型数组，但是也不是一个byte类型数组，而是一个long类型的数组，这样设置的目的是因为long是八个字节，每次可以读取64位，在进行set或者or操作的时候，for循环的次数会更少，提高了性能。

它的最大好处就是对于数字来说，降低了存储空间，如正常情况下，将每一个int类型的数字存储到内存中需要4B * (2^31-1) =8GB，但是如果用BitSet的话，就会省到原来的1/32。

BitSet常见的使用例子往往和大数相关：

1. 现在有1千万个随机数，随机数的范围在1到1亿之间。求出将1到1亿之间没有在随机数中的数
2. 统计N亿个数据中没有出现的数据
3. 将N亿个不同数据进行排序等

但是BitSet也有缺点，比如集合中存储一些差值比较大的数，如1亿和 1 这两个数，就会操作内存的严重浪费。