徐小疼1. 数据结构与算法中的核心工具类解析
在算法刷题和实际工程开发中，Java提供的工具类是我们解决问题的利器。Set、HashMap和String这三个类几乎出现在90%以上的LeetCode题目中，但很多开发者仅仅停留在基础用法层面，没有深入理解它们的底层实现机制和使用技巧。今天我们就来彻底剖析这三个核心工具类，从源码实现到高频应用场景，再到LeetCode中的实战技巧。
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2. Set类深度解析与应用
2.1 Set接口的核心特性
Set是Java Collections Framework中表示数学集合概念的接口，它的核心特性是元素唯一性和无序性（LinkedHashSet除外）。在LeetCode中，HashSet和TreeSet是最常用的实现类：
java复制// 典型初始化方式
Set<Integer> hashSet = new HashSet<>();
Set<String> treeSet = new TreeSet<>();
HashSet基于HashMap实现，插入、删除和查找操作的时间复杂度都是O(1)。但要注意，这个O(1)是在理想哈希分布下的情况，实际性能受负载因子和哈希冲突影响。
2.2 HashSet的底层实现机制
HashSet的内部实际上是用HashMap来存储元素，所有元素都作为HashMap的key存在，而value则统一使用一个静态的Object对象：
java复制// HashSet源码节选
private transient HashMap<E,Object> map;
private static final Object PRESENT = new Object();
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
这种实现方式带来了几个重要特性：
- 元素必须正确实现hashCode()和equals()方法
- 允许null元素（但只能有一个）
- 迭代顺序不保证（与添加顺序无关）
2.3 TreeSet的有序特性
TreeSet基于TreeMap实现，使用红黑树数据结构，因此它保持元素处于排序状态：
java复制TreeSet<Integer> set = new TreeSet<>();
set.add(3); set.add(1); set.add(2);
System.out.println(set); // 输出[1, 2, 3]
TreeSet的add/remove/contains操作时间复杂度为O(log n)，适用于需要有序遍历的场景。在LeetCode中，TreeSet常用于解决需要维护动态有序集合的问题，如"数据流的中位数"等。
2.4 LeetCode实战应用场景
场景一：快速去重
java复制// 题目：给定数组，返回不含重复元素的列表
public List<Integer> removeDuplicates(int[] nums) {
Set<Integer> set = new Has