HashSet源码分析

作者: 史路比 | 来源:发表于2018-02-05 13:06 被阅读61次

HashSet

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

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

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的属性

  • private transient HashMap<E,Object> map

底层使用HashMap来保存HashSet中所有元素。

  • private static final Object PRESENT = new Object()

定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value,将此对象定义为static final。

构造函数

public HashSet() {
    map = new HashMap<>();
}

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16和加载因子0.75。

public HashSet(Collection<? extends E> c) {
    map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
    addAll(c);
}

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。

public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
    map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}

以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个空的HashSet。

public HashSet(int initialCapacity) {
    map = new HashMap<>(initialCapacity);
}

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。

HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
    map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}

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,实际只是对LinkedHashSet的支持。底层会以指定的参数构造一个空LinkedHashMap实例来实现。

HashSet 方法

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

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。

public int size() {
    return map.size();
}

返回此set中的元素的数量。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。

public boolean isEmpty() {
    return map.isEmpty();
}

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。

public boolean contains(Object o) {
    return map.containsKey(o);
}

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。

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

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。

public boolean remove(Object o) {
    return map.remove(o)==PRESENT;
}

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。

public void clear() {
    map.clear();
}

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 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(e);
    }
}

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。

总结

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

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