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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。

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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public class HashSet<E>
extends AbstractSet<E>
implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;
// 底层使用HashMap来保存HashSet中所有元素。
private transient HashMap<E,Object> map;
// 定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value,将此对象定义为static final。
private static final Object PRESENT = new Object();
/**
* 默认的无参构造器,构造一个空的HashSet。
*
* 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。
*/
public HashSet() {
map = new HashMap<E,Object>();
}
/**
* 构造一个包含指定collection中的元素的新set。
*
* 实际底层使用默认的加载因子0.75和足以包含指定
* collection中所有元素的初始容量来创建一个HashMap。
* @param c 其中的元素将存放在此set中的collection。
*/
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
map = new HashMap<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
addAll(c);
}
/**
* 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个空的HashSet。
*
* 实际底层以相应的参数构造一个空的HashMap。
* @param initialCapacity 初始容量。
* @param loadFactor 加载因子。
*/
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);
}
/**
* 以指定的initialCapacity构造一个空的HashSet。
*
* 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。
* @param initialCapacity 初始容量。
*/
public HashSet(int initialCapacity) {
map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity);
}
/**
* 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个新的空链接哈希集合。
* 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。
*
* 实际底层会以指定的参数构造一个空LinkedHashMap实例来实现。
* @param initialCapacity 初始容量。
* @param loadFactor 加载因子。
* @param dummy 标记。
*/
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);
}
/**
* 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。
*
* 底层实际调用底层HashMap的keySet来返回所有的key。
* 可见HashSet中的元素,只是存放在了底层HashMap的key上,
* value使用一个static final的Object对象标识。
* @return 对此set中元素进行迭代的Iterator。
*/
public Iterator<E> iterator() {
return map.keySet().iterator();
}
/**
* 返回此set中的元素的数量(set的容量)。
*
* 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。
* @return 此set中的元素的数量(set的容量)。
*/
public int size() {
return map.size();
}
/**
* 如果此set不包含任何元素,则返回true。
*
* 底层实际调用HashMap的isEmpty()判断该HashSet是否为空。
* @return 如果此set不包含任何元素,则返回true。
*/
public boolean isEmpty() {
return map.isEmpty();
}
/**
* 如果此set包含指定元素,则返回true。
* 更确切地讲,当且仅当此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))
* 的e元素时,返回true。
*
* 底层实际调用HashMap的containsKey判断是否包含指定key。
* @param o 在此set中的存在已得到测试的元素。
* @return 如果此set包含指定元素,则返回true。
*/
public boolean contains(Object o) {
return map.containsKey(o);
}
/**
* 如果此set中尚未包含指定元素,则添加指定元素。
* 更确切地讲,如果此 set 没有包含满足(e==null ? e2==null : e.equals(e2))
* 的元素e2,则向此set 添加指定的元素e。
* 如果此set已包含该元素,则该调用不更改set并返回false。
*
* 底层实际将将该元素作为key放入HashMap。
* 由于HashMap的put()方法添加key-value对时,当新放入HashMap的Entry中key
* 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),
* 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,
* 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,
* 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。
* @param e 将添加到此set中的元素。
* @return 如果此set尚未包含指定元素,则返回true。
*/
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
/**
* 如果指定元素存在于此set中,则将其移除。
* 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,
* 则将其移除。如果此set已包含该元素,则返回true
* (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)。
*
* 底层实际调用HashMap的remove方法删除指定Entry。
* @param o 如果存在于此set中则需要将其移除的对象。
* @return 如果set包含指定元素,则返回true。
*/
public boolean remove(Object o) {
return map.remove(o)==PRESENT;
}
/**
* 从此set中移除所有元素。此调用返回后,该set将为空。
*
* 底层实际调用HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。
*/
public void clear() {
map.clear();
}
/**
* 返回此HashSet实例的浅表副本:并没有复制这些元素本身。
*
* 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。
*/
public Object clone() {
try {
HashSet<E> newSet = (HashSet<E>) super.clone();
newSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone();
return newSet;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new InternalError();
}
}
}

相关说明

  • 相关HashMap的实现原理,请参考上一遍总结:深入Java集合学习系列:HashMap的实现原理。
  • 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。