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HashSet 的实现原理

HashSet 的实现原理

作者: 曹振华 | 来源:发表于2017-01-01 12:05 被阅读55次

    概念

    底层是基于HashMap实现的,

      public class HashSet<E>    extends AbstractSet<E>    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable{     
        static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;    
        private transient HashMap<E,Object> map;    
      
        private static final Object PRESENT = new Object();      
        
        /**
          * 默认是构造器没有参数,并使用默认初始容量为16和加载因子0.75
          */
        public HashSet() {        
            map = new HashMap<>();    
        }    
     
     /**
        * 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<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));        
            addAll(c);    
        }    
       /**
      * 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, float loadFactor)    
        {        
            map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);   
        }    
       
        public HashSet(int initialCapacity) {        
            map = new HashMap<>(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<>(initialCapacity, loadFactor);    
        }...
    }
    

    默认情况下采用的是 initial capacity为16,load factor 为 0.75

    add方法:

    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。但底层实际将将该元素作为 key 放入 HashMap。思考一下为什么?

    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(HashSet 中的 value 都是PRESENT),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。

    该方法如果添加的是在 HashSet 中不存在的,则返回 true;如果添加的元素已经存在,返回 false。其原因在于我们之前提到的关于 HashMap 的 put 方法。该方法在添加 key 不重复的键值对的时候,会返回 null。

       
        /**
         * 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
         *
         * 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;
        }
    

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