hashSet 是有序的吗、怎么保证唯一性

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hashSet 是有序的吗

怎么保证唯一性

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hashSet 是有序的吗

这个问题是在去年面试的时候第一次被问到，听到问题的时候一下懵了，因为工作中都是用hashSet保证数据的唯一，没有考虑过数据的顺序性，也没有私下研究过hashSet的源码，所以答的很不好。最近翻笔记又看到了这个问题，决定认真研究一下并做一些记录。

正文前先说明此处的有序是指数值顺序。此文案例使用sun jdk1.8，hashSet在不同版本jdk表现不同。

文中用例参考自：Java遍历HashSet为什么输出是有序的？

菜鸟教程中对hashSet的定义是：该类实现了Set接口，不允许出现重复元素，不保证集合中元素的顺序，允许包含值为null的元素，但最多只能一个。

此题的答案是不保证元素的顺序！

定义中没有直接了当的说无序，而是说不保证元素的顺序是有原因的，因为在特定条件下会出现有序的情况！

public class TestController {
    public static void main(String[] args){
        Random rand=new Random(47);
        Set intset=new HashSet();
        for (int i=0;i<10000;i++){
            intset.add(rand.nextInt(30));
        }
        Iterator iterator=intset.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.print(iterator.next()+" ");
        }
    }
}

在sun jdk1.8的环境中运行结果如下：

如图所示打印出的结果是有序的，为什么会出现有序的情况呢？

分析hashSet的源码，可以发现hashSet底层是维护了一个hashMap实例，元素存储到了hahsMap的key值中。因为插入HashSet的是Integer，Integer类重写了hashCode方法，其hashCode()实现就返回int值本身。然后进行hash算法求hash值，计算hash值的代码：

static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

可以看出当数值小于65536时，得出的hash值是本身，插入到hashMap中的顺序即hash的数值顺序，所以出现了有序的现象，

修改测试区间

public class HashSetTest {
    public static void main(String[] args){
        Random rand=new Random(47);
        Set intset=new HashSet();
        for (int i=0;i<15;i++){
            int x = rand.nextInt(30) + (1 << 16);
            intset.add(x);
            Object key = x;
            int h;
            System.out.println("原值："+(x- (1 << 16))+"求hash的值："+x+"----hash:"+((h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)));
        }
        Iterator iterator=intset.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.print((iterator.next() - (1 << 16)) +" ");
        }
    }
    static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }
}

结果：

可以看出当数值大于65536时hash值并不等于本身，所以输出顺序不再有序了，而是按照hash值的顺序排列！

怎么保证唯一性

因为hashSet底层采用hashMap实例，hashSet保证唯一的逻辑和HashMap的key值不能重复逻辑一致。

在插入元素时计算hash值得出在hash桶对应的下标，如果数组对应的下标有值了，需要把新值插入到链表，如果存在链表中的某个节点key值和新插入的值相同，则覆盖。参考HashMap源码分析(JDK1.8)

public V put(K key, V value) {
    return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
 
static final int hash(Object key) {
    int h;
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
 
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
               boolean evict) {
    Node[] tab;
    Node p;
    int n, i;
    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
    //如果hash桶是空的或者table的长度为0，则做一次扩容；table的长度并不是实际含有多少对象，而是扩容的长度。当前只put了三个对象，但是table长度是16
        n = (tab = resize()).length;
    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
    //计算当前下标的数组对象是否为null，如果为null，插入新节点
        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
    else {
    //数组对应的下标有值了，需要把新值插入到链表
        Node e;
        K k;
        if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
        //下标相同且key值也相同，会做替换
            e = p;
        else if (p instanceof TreeNode)
            e = ((TreeNode) p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
        else {
        //略
    }
    ++modCount;
    if (++size > threshold)
        resize();
    afterNodeInsertion(evict);
    return null;
}

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