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1、HashSet检索、插入、移除性能剖析

1、HashSet检索、插入、移除性能剖析

作者: lois想当大佬 | 来源:发表于2019-12-12 10:30 被阅读0次

    1、特性:HashSet检索效率低下,删除和插入效率高,插入和删除不会引起元素位置改变。
    2、问题:为什么Set检索效率低下,而删除和插入效率高?
    3、解析: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,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。
    4、源码:

    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>();  
        } 
    
        /** 
         * 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();  
        } 
    
         /** 
         * 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;  
        } 
    
         /** 
         * 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;  
        } 
      }
    

    5、总结:
      1、获取set元素,需要调用iterator方法,返回的元素无序,因此需要遍历集合,时间复杂度O(N),效率低下。
      2、添加set元素,调用add方法,底层实际上是调用HashMap的put()方法添加key-value对,时间复杂度O(1),因此效率高。
      3、移除set元素,调用remove方法,底层实际上是调用HashMap的remove方法删除指定Entry,时间复杂度是O(1),因此效率高。

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