深入理解HashSet

古城微笑少年丶 2022-06-09 14:42 179阅读 0赞

# 说明 #

本文基于JDK1.7对HashSet进行总结。通过阅读源码，对HashSet的底层实现原理，特点等进行理解和掌握。众所周知，HashSet的底层就是一个HashMap。HashMap存储的是一个 < key,value >的Entry对象，那么Hashset集合的元素在HashMap中如何存储？

# 正文 #

## HashSet的特点 ##

HashSet不允许有重复元素且无序，允许有空值null，非线程安全。它具有HashMap的特点。

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

HashSet继承自AbstractSet，实现了Set, Cloneable, java.io.Serializable接口

## HashSet的成员变量 ##

static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;
    
    private transient HashMap<E,Object> map; //底层是HashMap，保存所有元素
    
    private static final Object PRESENT = new Object(); //定义一个Object对象作为HashMap中的value值

## HashSet的构造函数 ##

//无参构造函数
    public HashSet() {
            map = new HashMap<>();//创建一个HashMap
        }
    
    //指定集合为参数的构造函数
    public HashSet(Collection<? extends E> c) {
            map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
            addAll(c);
    
    //指定初始容量和加载因子的构造函数
    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
            map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
        }
    
    //指定初始容量的构造函数
    public HashSet(int initialCapacity) {
            map = new HashMap<>(initialCapacity);
        }
    
    //注意：此方法的访问权限为默认权限，只能包内访问。
    //此方法只有在使用LinkedHashSet时才会被调用，通过指定初始容量和加载因子，生成一个LinkedHashMap
    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
            map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
        }

## HashSet的成员方法 ##

**iterator()方法**  
此方法返回map中key的set集合的迭代器，通过此方法可以看出，HashSet的元素是存储在HashMap的key中，value则是使用Object对象PRESENT

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

**size()方法**  
返回set中的元素数量，底层调用的是HashMap的size()方法，返回包含key-value键值对的数量

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

**isEmpty()方法**  
判断集合是否为空

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

**contains(Object o)方法**  
此方法判断集合中是否包含指定元素。只有在满足（o==null ? e==null : o.equals(e)）条件时，才会返回true。底层调用的是HashMap的containsKey(Object key)方法，判断是否包含指定的键

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

### add(E e)方法 ###

此方法往HashSet集合中添加一个元素，底层调用的是HashMap的pu()t方法,这里可以看出，set集合的元素存储在key中，value是定义的Object对象。

在只有set集合中不存在符合（e==null ? e2==null : e.equals(e2)）条件的元素时，才会添加，否则不添加返回false。在HashMap中添加已经存在key的元素时，会替换value的值，但在HashSet中存在就不会添加，这样保证了元素的不可重复性

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

### remove(Object o)方法 ###

从set集合中删除一个元素，调用的是map的remove()方法

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

**clear()方法**  
底层调用map的clear方法移除所有Entry，将set清空

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

**clone()方法**  
此方法产生了set集合的一个副本，是浅复制（没有对存储的每个元素进行赋值）

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();
            }
        }

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