《Java源码解析》集合框架Set之HashSet

系统管理员 2022-07-13 04:40 168阅读 0赞

# 《Java源码分析》：HashSet #

前面几篇把Map、List相关的的几个类看了下，当然Set接口相关的类也相当的重要，我们也用的比较多，因此，我们也需要了解下Set接口的两个实现类HashSet、TreeSet的源码。这篇博文是记录HashSet的源码分析。下篇博文就来记录TreeSet的源码分析。

> 说明：我们都知道HashSet集合是不允许重复元素的，因此这个类的利用什么来保证这个集合里面不会有重复的元素呢？结论是：HashSet是借助于HashMap的key不允许重复这个特性来实现的。想想这个思想确实比较奇妙，是吧，HashMap是操作键值对，而HashSet是操作HashMap的key完成相关操作，或者这么说，HashSet全部的操作是借助于HashMap经过某种封装得到的

下面来开始具体的分析，其实，如果我们了解HashMap的内部实现，HashSet的内部实现就相当的容易理解。

## HashSet的继承结构 ##

public class HashSet<E> extends AbstractSet<E> implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable

HashSet继承了AbstractSet抽象类，也实现了Set、Cloneable和Serializable接口。

或许你可能有这样的疑惑：AbstractSet实现了Set接口，HashSet既要继承AbstractSet还需要实现Set接口呢？？

如果你看过HashMap的源码，HashMap的继承结构和HashSet类似，，为了方便比较，还是贴一下：

public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable

在HashMap我们已经探讨了为什么AbstractMap实现了Map接口，HashMap又继承AbstractMap还要实现Map接口呢？？

这个问题在HashMap源码分析中已经有了答案，因此，HashSet的继承结构为什么如此，我想原因应该是一样的，HashSet之所以还实现Set接口，在功能上没有任何作用，仅仅只是使结构体系更加清晰完整。

## HashSet的属性和构造函数 ##

从下面可以看出，HashSet有一个HashMap的引用，且有一个常量。

HashSet的构造函数，都是创建一个map实例对象。HashSet对象的默认大小与HashMap默认大小一样，是16，且大小只能是2的幂次方。

private transient HashMap<E,Object> map;
    
    // Dummy value to associate with an Object in the backing Map
    private static final Object PRESENT = new Object();
    
    /** * Constructs a new, empty set; the backing <tt>HashMap</tt> instance has * default initial capacity (16) and load factor (0.75). */
    public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }
    
    public HashSet(Collection<? extends E> c) {
        map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
        addAll(c);
    }
    
    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }
    
    public HashSet(int initialCapacity) {
        map = new HashMap<>(initialCapacity);
    }
    
    /** * Constructs a new, empty linked hash set. (This package private * constructor is only used by LinkedHashSet.) The backing * HashMap instance is a LinkedHashMap with the specified initial * capacity and the specified load factor. * */
    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
        map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }

## HashSet中常见的一些方法 ##

### 3.1、 add(E e) ###

源码如下：

public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }

看到这个源码是不是很爽，太简单了哈，就是将要添加的元素作为map的key，常量PRESENT作为value保存在HashMap对象中即可。有一点需要我们注意的是：这个add方法有返回值，返回值有map的put方法决定，当map调用put(key,value)方法时，如果存在key后，则map的put方法会返回此key对应的oldValue。此时add就会返回false

### 3.2、 iterator() ###

HashSet并没有提供类似于get的方法，只提供的获取访问元素的迭代器对象。iterator方法也是委托给了map，获取map的key集合的迭代器。

public Iterator<E> iterator() {
        return map.keySet().iterator();
    }

### 3.3、 其它的方法 ###

其它方法的源码如下，全部都是委托给HashMap来实现的，是不是很简单哈，这里就不再过多的进行分析。

public int size() {
        return map.size();
    }
    
    
    public boolean isEmpty() {
        return map.isEmpty();
    }
    
    public boolean contains(Object o) {
        return map.containsKey(o);
    }
    
    public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }
    
    public boolean remove(Object o) {
        return map.remove(o)==PRESENT;
    }
    
    public void clear() {
        map.clear();
    }

## 小结 ##

确实比较简单哈，关于HashSet的内部实现我们只需要记住一点：是基于HashMap来实现的，即所有方法都是委托给HashMap对象来实现的;在使用方面，也只需要记住一点：所有Set集合对象存储的元素是不允许重复的哈

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