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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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