回答

Set 接口是通过元素之间的比较来保证元素唯一性的，不同的实现类比较的方式不一样：

1. HashSet 和 LinkedHashSet 是基于哈希表实现的。他们是通过元素的hashCode() 与 equals() 来保证的，只有当 hashCode() 相同且 equals() 方法返回 true 时，两个对象才被视为相同的，这样来保证元素的唯一性。
2. TreeSet 是基于红黑树实现的。它是通过元素实现的 Comparable 接口或者在新建 TreeSet 时传入的 Comparator 来保证元素的唯一性。

详解

在 Java 中 Set 接口是一个不包含重复元素的集合，它主要有两类实现：

1. HashSet 和 LinkedHashSet 是基于哈希表实现的。
2. TreeSet 是基于红黑树实现的。

他们是通过如下方式来保证元素的唯一性的。

• HashSet

HashSet 使用哈希表来存储元素，底层是基于 HashMap 来实现的。当向 HashSet 中添加元素时，它首先计算出该元素的 hashcode 值，然后在通过扰动计算和按位与的方式计算出该元素的位置，若这个位置为空，则添加进去，若不为空，则通过 equals() 比较两者是否相同，如果相同，就不添加，不同，则找一个空位置添加。所以 HashSet 是通过 hashCode() 与 equals() 来保证的，只有当 hashCode() 相同且 equals() 方法返回 true 时，两个对象才被视为相同的，这样就保证了元素的唯一性。

LinkedHashSet 是 HashSet 的子类，只不过它是有序的，保证了迭代元素的顺序就是元素的插入顺序，元素的唯一值保证与 HashSet 一致。

关于 hashCode() 和 equals() 请阅读这篇文章：

为什么重写 equals() 就一定要重写 hashCode()

• TreeSet

TreeSet 实现 SortedSet 接口，使用红黑树结构来存储元素。元素的唯一性有两种方式保证：

1. 使用自然顺序，需要元素实现 Comparable 接口，并重写了 compareTo()。
2. 在创建 TreeSet 的时候提供 Comparator 来保证。

如果两个元素通过比较器被认为是相等的，那么只有一个元素会被存储在 TreeSet 中。

其实 Set 接口的元素唯一性是由元素的比较来实现的，只不过不同的实现，它的比较方式不同罢了。

扩展

HashSet 、LinkedHashSet、TreeSet 有什么区别？

一、内部结构不同

• HashSet 基于哈希表实现，底层是通过 HashMap 实现的。
• LinkedHashSet 也是基于哈希表实现的，但它使用了一个双向链表来维护元素的插入顺序，底层是通过LinkedHashMap 实现的。
• TreeSet 基于红黑树实现，底层是通过 TreeMap 实现的。

二、功能不同

• HashSet 只保证元素的唯一性。
• LinkedHashSet 保证元素的唯一性，同时也维持了元素的插入顺序。
• TreeSet 保证了元素的唯一性，同时还支持按照元素的自然顺序进行排序，或者根据创建 TreeSet 时提供的 Comparator 进行排序。

三、性能

HashSet > LinkedHashSet > TreeSet 。