Java集合---HashSet的源码分析

清疚 2022-06-01 12:19 270阅读 0赞

# 一、  HashSet概述： #

HashSet实现Set接口，由哈希表（实际上是一个HashMap实例）支持。它不保证set 的迭代顺序；特别是它不保证该顺序恒久不变。此类允许使用null元素。

# 二、  HashSet的实现： #

对于HashSet而言，它是基于HashMap实现的，HashSet底层使用HashMap来保存所有元素，因此HashSet 的实现比较简单，相关HashSet的操作，基本上都是直接调用底层HashMap的相关方法来完成，

HashSet的源代码如下：

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1 public class HashSet<E>  
    2    extends AbstractSet<E>  
    3    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable 4{ 5    static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L; 6  
    7    // 底层使用HashMap来保存HashSet中所有元素。 
    8    private transient HashMap<E,Object> map; 9      
    10    // 定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value，将此对象定义为static final。 
    11    private static final Object PRESENT = new Object(); 12  
    13    /** 14 * 默认的无参构造器，构造一个空的HashSet。 15 * 16 * 实际底层会初始化一个空的HashMap，并使用默认初始容量为16和加载因子0.75。 17 */  
    18    public HashSet() { 19    map = new HashMap<E,Object>(); 20 } 21  
    22    /** 23 * 构造一个包含指定collection中的元素的新set。 24 * 25 * 实际底层使用默认的加载因子0.75和足以包含指定 26 * collection中所有元素的初始容量来创建一个HashMap。 27 * @param c 其中的元素将存放在此set中的collection。 28 */  
    29    public HashSet(Collection<? extends E> c) { 30    map = new HashMap<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16)); 31 addAll(c); 32 } 33  
    34    /** 35 * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个空的HashSet。 36 * 37 * 实际底层以相应的参数构造一个空的HashMap。 38 * @param initialCapacity 初始容量。 39 * @param loadFactor 加载因子。 40 */  
    41    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) { 42    map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor); 43 } 44  
    45    /** 46 * 以指定的initialCapacity构造一个空的HashSet。 47 * 48 * 实际底层以相应的参数及加载因子loadFactor为0.75构造一个空的HashMap。 49 * @param initialCapacity 初始容量。 50 */  
    51    public HashSet(int initialCapacity) { 52    map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity); 53 } 54  
    55    /** 56 * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个新的空链接哈希集合。 57 * 此构造函数为包访问权限，不对外公开，实际只是是对LinkedHashSet的支持。 58 * 59 * 实际底层会以指定的参数构造一个空LinkedHashMap实例来实现。 60 * @param initialCapacity 初始容量。 61 * @param loadFactor 加载因子。 62 * @param dummy 标记。 63 */  
    64    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) { 65    map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor); 66 } 67  
    68    /** 69 * 返回对此set中元素进行迭代的迭代器。返回元素的顺序并不是特定的。 70 * 71 * 底层实际调用底层HashMap的keySet来返回所有的key。 72 * 可见HashSet中的元素，只是存放在了底层HashMap的key上， 73 * value使用一个static final的Object对象标识。 74 * @return 对此set中元素进行迭代的Iterator。 75 */  
    76    public Iterator<E> iterator() { 77    return map.keySet().iterator(); 78 } 79  
    80    /** 81 * 返回此set中的元素的数量（set的容量）。 82 * 83 * 底层实际调用HashMap的size()方法返回Entry的数量，就得到该Set中元素的个数。 84 * @return 此set中的元素的数量（set的容量）。 85 */  
    86    public int size() { 87    return map.size(); 88 } 89  
    90    /** 91 * 如果此set不包含任何元素，则返回true。 92 * 93 * 底层实际调用HashMap的isEmpty()判断该HashSet是否为空。 94 * @return 如果此set不包含任何元素，则返回true。 95 */  
    96    public boolean isEmpty() { 97    return map.isEmpty(); 98 } 99  
    100    /** 101 * 如果此set包含指定元素，则返回true。 102 * 更确切地讲，当且仅当此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e)) 103 * 的e元素时，返回true。 104 * 105 * 底层实际调用HashMap的containsKey判断是否包含指定key。 106 * @param o 在此set中的存在已得到测试的元素。 107 * @return 如果此set包含指定元素，则返回true。 108 */  
    109    public boolean contains(Object o) { 110    return map.containsKey(o); 111 } 112  
    113    /** 114 * 如果此set中尚未包含指定元素，则添加指定元素。 115 * 更确切地讲，如果此 set 没有包含满足(e==null ? e2==null : e.equals(e2)) 116 * 的元素e2，则向此set 添加指定的元素e。 117 * 如果此set已包含该元素，则该调用不更改set并返回false。 118 * 119 * 底层实际将将该元素作为key放入HashMap。 120 * 由于HashMap的put()方法添加key-value对时，当新放入HashMap的Entry中key 121 * 与集合中原有Entry的key相同（hashCode()返回值相等，通过equals比较也返回true）， 122 * 新添加的Entry的value会将覆盖原来Entry的value，但key不会有任何改变， 123 * 因此如果向HashSet中添加一个已经存在的元素时，新添加的集合元素将不会被放入HashMap中， 124 * 原来的元素也不会有任何改变，这也就满足了Set中元素不重复的特性。 125 * @param e 将添加到此set中的元素。 126 * @return 如果此set尚未包含指定元素，则返回true。 127 */  
    128    public boolean add(E e) { 129    return map.put(e, PRESENT)==null; 130 } 131  
    132    /** 133 * 如果指定元素存在于此set中，则将其移除。 134 * 更确切地讲，如果此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))的元素e， 135 * 则将其移除。如果此set已包含该元素，则返回true 136 * （或者：如果此set因调用而发生更改，则返回true）。（一旦调用返回，则此set不再包含该元素）。 137 * 138 * 底层实际调用HashMap的remove方法删除指定Entry。 139 * @param o 如果存在于此set中则需要将其移除的对象。 140 * @return 如果set包含指定元素，则返回true。 141 */  
    142    public boolean remove(Object o) { 143    return map.remove(o)==PRESENT; 144 } 145  
    146    /** 147 * 从此set中移除所有元素。此调用返回后，该set将为空。 148 * 149 * 底层实际调用HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。 150 */  
    151    public void clear() { 152 map.clear(); 153 } 154  
    155    /** 156 * 返回此HashSet实例的浅表副本：并没有复制这些元素本身。 157 * 158 * 底层实际调用HashMap的clone()方法，获取HashMap的浅表副本，并设置到 HashSet中。 159 */  
    160    public Object clone() { 161        try { 162            HashSet<E> newSet = (HashSet<E>) super.clone(); 163            newSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone(); 164            return newSet; 165        } catch (CloneNotSupportedException e) { 166            throw new InternalError(); 167 } 168 } }

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三、 相关说明：

对于HashSet中保存的对象，请注意正确重写其equals和hashCode方法，以保证放入的对象的唯一性。

[copycode.gif]: /images/20220601/8e324bbd51e24407ba881f2cd54b3e82.png

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