Java集合---HashSet源码剖析

一、  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。

 

二、  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:

 

1 publicclass HashSet<E> 

2   extends AbstractSet<E> 

3   implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable 

4

5    static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L

6 

7    // 底层使用HashMap来保存HashSet中所有元素。 

8    private transient HashMap<E,Object> map; 

9     

10    // 定义一个虚拟的Object对象作为HashMapvalue,将此对象定义为static final 

11    privatestatic final Object PRESENT = new Object(); 

12 

13    /**

14     * 默认的无参构造器,构造一个空的HashSet

15     * 

16     * 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

17     */ 

18    public HashSet() { 

19   map = new HashMap<E,Object>(); 

20   } 

21 

22    /**

23     * 构造一个包含指定collection中的元素的新set

24     *

25     * 实际底层使用默认的加载因子0.75和足以包含指定

26     * collection中所有元素的初始容量来创建一个HashMap

27     * @param c 其中的元素将存放在此set中的collection

28     */ 

29    public HashSet(Collection<? extends E> c){ 

30   map = new HashMap<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16)); 

31    addAll(c); 

32   } 

33 

34    /**

35     * 以指定的initialCapacityloadFactor构造一个空的HashSet

36     *

37     * 实际底层以相应的参数构造一个空的HashMap

38     * @param initialCapacity 初始容量。

39     * @param loadFactor 加载因子。

40     */ 

41    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) { 

42   map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity,loadFactor); 

43   } 

44 

45    /**

46     * 以指定的initialCapacity构造一个空的HashSet

47     *

48     * 实际底层以相应的参数及加载因子loadFactor0.75构造一个空的HashMap

49     * @param initialCapacity 初始容量。

50     */ 

51    public HashSet(int initialCapacity) { 

52   map = newHashMap<E,Object>(initialCapacity); 

53   } 

54 

55    /**

56     * 以指定的initialCapacityloadFactor构造一个新的空链接哈希集合。

57     * 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。

58     *

59     * 实际底层会以指定的参数构造一个空LinkedHashMap实例来实现。

60     * @param initialCapacity 初始容量。

61     * @param loadFactor 加载因子。

62     * @param dummy 标记。

63     */ 

64   HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) { 

65   map = newLinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor); 

66   } 

67 

68    /**

69     * 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。

70     * 

71     * 底层实际调用底层HashMapkeySet来返回所有的key

72     * 可见HashSet中的元素,只是存放在了底层HashMapkey上,

73     * value使用一个static finalObject对象标识。

74     * @return 对此set中元素进行迭代的Iterator

75     */ 

76    public Iterator<E> iterator() { 

77    return map.keySet().iterator(); 

78   } 

79 

80    /**

81     * 返回此set中的元素的数量(set的容量)。

82     *

83     * 底层实际调用HashMapsize()方法返回Entry的数量,就得到该Set中元素的个数。

84     * @return set中的元素的数量(set的容量)。

85     */ 

86    publicint size() { 

87    return map.size(); 

88   } 

89 

90    /**

91     * 如果此set不包含任何元素,则返回true

92     *

93     * 底层实际调用HashMapisEmpty()判断该HashSet是否为空。

94     * @return 如果此set不包含任何元素,则返回true

95     */ 

96    public boolean isEmpty() { 

97    return map.isEmpty(); 

98   } 

99 

100    /**

101     * 如果此set包含指定元素,则返回true

102     * 更确切地讲,当且仅当此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))

103     * e元素时,返回true

104     *

105     * 底层实际调用HashMapcontainsKey判断是否包含指定key

106     * @param o 在此set中的存在已得到测试的元素。

107     * @return 如果此set包含指定元素,则返回true

108     */ 

109    public boolean contains(Object o) { 

110    return map.containsKey(o); 

111   }  

112 

113    /**

114     * 如果此set中尚未包含指定元素,则添加指定元素。

115     * 更确切地讲,如果此 set 没有包含满足(e==null ? e2==null : e.equals(e2))

116     * 的元素e2,则向此set 添加指定的元素e

117     * 如果此set已包含该元素,则该调用不更改set并返回false

118     *

119     * 底层实际将将该元素作为key放入HashMap

120     * 由于HashMapput()方法添加key-value对时,当新放入HashMapEntrykey

121     * 与集合中原有Entrykey相同(hashCode()返回值相等,通过equals比较也返回true),

122     * 新添加的Entryvalue会将覆盖原来Entryvalue,但key不会有任何改变,

123     * 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,

124     * 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。

125     * @param e 将添加到此set中的元素。

126     * @return 如果此set尚未包含指定元素,则返回true

127     */ 

128    public boolean add(E e) { 

129    return map.put(e, PRESENT)==null

130   } 

131 

132    /**

133     * 如果指定元素存在于此set中,则将其移除。

134     * 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

135     * 则将其移除。如果此set已包含该元素,则返回true

136     * (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)。

137     *

138     * 底层实际调用HashMapremove方法删除指定Entry

139     * @param o 如果存在于此set中则需要将其移除的对象。

140     * @return 如果set包含指定元素,则返回true

141     */ 

142    public boolean remove(Object o) { 

143    return map.remove(o)==PRESENT; 

144   } 

145 

146    /**

147     * 从此set中移除所有元素。此调用返回后,该set将为空。

148     *

149     * 底层实际调用HashMapclear方法清空Entry中所有元素。

150     */ 

151    publicvoid clear() { 

152   map.clear(); 

153   } 

154 

155    /**

156     * 返回此HashSet实例的浅表副本:并没有复制这些元素本身。

157     *

158     * 底层实际调用HashMapclone()方法,获取HashMap的浅表副本,并设置到 HashSet中。

159     */ 

160    public Object clone() { 

161       try

162           HashSet<E> newSet = (HashSet<E>) super.clone(); 

163           newSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone(); 

164           return newSet; 

165       } catch (CloneNotSupportedException e) { 

166           thrownew InternalError(); 

167       } 

168   } 

}

 

三、 相关说明:

   对于HashSet中保存的对象,请注意正确重写其equalshashCode方法,以保证放入的对象的唯一性。

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