HashSet 的实现原理

概念

底层是基于HashMap实现的，

  public class HashSet    extends AbstractSet    implements Set, Cloneable, java.io.Serializable{     
    static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;    
    private transient HashMap map;    
  
    private static final Object PRESENT = new Object();      
    
    /**
      * 默认是构造器没有参数，并使用默认初始容量为16和加载因子0.75
      */
    public HashSet() {        
        map = new HashMap<>();    
    }    
 
　/**
 　  * 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。
 　*/
    public HashSet(Collection c) {        
        map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));        
        addAll(c);    
    }    
   /**
 　* 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。
 　*/
    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor)    
    {        
        map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);   
    }    
   
    public HashSet(int initialCapacity) {        
        map = new HashMap<>(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<>(initialCapacity, loadFactor);    
    }...
}

默认情况下采用的是 initial capacity为16，load factor 为 0.75

add方法:

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

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。但底层实际将将该元素作为 key 放入 HashMap。思考一下为什么？

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（HashSet 中的 value 都是PRESENT），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。

该方法如果添加的是在 HashSet 中不存在的，则返回 true；如果添加的元素已经存在，返回 false。其原因在于我们之前提到的关于 HashMap 的 put 方法。该方法在添加 key 不重复的键值对的时候，会返回 null。

   
    /**
     * 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) {    
        return map.containsKey(o);
    }
    /**
     * 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
     *
     * 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;
    }