• 极客专栏正式上线!欢迎访问 https://www.jikewenku.com/topic.html
  • 极客专栏正式上线!欢迎访问 https://www.jikewenku.com/topic.html

深入Java集合学习系列:HashSet的实现原理

技术杂谈 勤劳的小蚂蚁 2个月前 (02-07) 63次浏览 已收录 0个评论 扫描二维码

1.    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。
2.    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:
publicclassHashSet<E>
   extendsAbstractSet<E>
   implementsSet<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。
   privatestatic 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。
    */
   publicHashSet(){
 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。
    */
   publicHashSet(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。
    */
   publicHashSet(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。
    */
   publicHashSet(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() {
 returnmap.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)。
    */
   publicintsize(){
 returnmap.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(){
 returnmap.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){
 returnmap.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){
 returnmap.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){
 returnmap.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。
    */
   publicvoidclear(){
 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) {
           thrownew InternalError();
       }
   }
}

丨极客文库, 版权所有丨如未注明 , 均为原创丨
本网站采用知识共享署名-非商业性使用-相同方式共享 3.0 中国大陆许可协议进行授权
转载请注明原文链接:深入Java集合学习系列:HashSet的实现原理
喜欢 (0)
[247507792@qq.com]
分享 (0)
勤劳的小蚂蚁
关于作者:
温馨提示:本文来源于网络,转载文章皆标明了出处,如果您发现侵权文章,请及时向站长反馈删除。

您必须 登录 才能发表评论!

  • 精品技术教程
  • 编程资源分享
  • 问答交流社区
  • 极客文库知识库

客服QQ


QQ:2248886839


工作时间:09:00-23:00