Set接口实现：HashSet、LinkedHashSet

Set

1.无序（存放和取出的顺序不一致），没有索引，不能用普通for循环遍历
2.不允许重复元素，最多有一个null
3.取出的顺序固定，按hashCode排列

HashSet

1.HashSet的底层是HashMap，HashMap的底层是：数组+链表+红黑树

例：数组+链表

public class HashSet源码解析 {
     
    public static void main(String[] args) {
     

        //创建Node[] 数组
        Node[] table = new Node[16];

        //创建节点
        Node john = new Node("john", null);
        table[2] = john;
        
        Node jack = new Node("jack", null);
        
        //挂载jack到john的next
        john.next=jack;
    }
}

class Node {
      //节点类，存储数据，指向下一个节点
    Object item;
    Node next;
    public Node(Object item, Node next) {
     //有参构造
        this.item = item;
        this.next = next;
    }
}

结构图示

HashMap介绍

1.添加一个元素时，先计算hash值，再计算出索引值
2.找到存储数据表table，判断这个索引位置是否已经存放的有元素，如果没有直接加入
3.如果有，就循环遍历链表比较是否有元素相同，如果没有就挂载到最后，如果有就不添加
4.在java8中，如果一条链表的元素个数到达 TREEIFY_THRESHOLD=8，并且table数组容量>=MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64，就会进行树化（红黑树）

HashSet源码

HashSet执行无参构造器，new了一个HashMap

public HashSet() {
     
    map = new HashMap<>();
}

执行add方法，第一次添加，数组table扩容到16，阈值threshold扩容到16*0.75=12，数组达到达阈值就会执行resize()方法扩容

//1 执行add()方法
public boolean add(E e) {
     
    return map.put(e, PRESENT)==null; //static PRESENT = new Object(); PRESENT表示静态共享
}

//2 执行put()方法，hash(key)：获取hash值
public V put(K key, V value) {
     
    return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}

//3 putVal()：执行resize()扩容方法，存入节点
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict) {
     
        //1 定义辅助变量：tab、p、n、i
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        
        //Node[] table; table等于HashMap中Node[]数组
        //2 先判断Node[]数组是否为空，如果为空，进行第一次扩容，到16个空间
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        
        //3 根据hash值去计算key应该存放到table的哪个首索引位置
        //如果该索引位置为null，表示该索引处没有存放元素，则把新节点存放进去 Node(key="item",value="PRESENT")
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
     
            //如果该索引处不为null，判断该索引处和新加节点的hash值和equals是否相同，如果相同不添加，直接退出
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                //判断是否为红黑树
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
     
                //该索引处和新加节点的hash值、key不同，则循环遍历该索引处的链表，如果没有相同的值，则挂载到最后
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
     
                    //挂载到最后，直接退出
                    if ((e = p.next) == null) {
     
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        //判断链表是否达到8个节点，如果达到就进行树化（红黑树），还要在treeifyBin()判断：数组容量是否达到64
                        // treeifyBin方法中判断条件：(n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY(64))
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    //找到相同的值，直接退出
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) {
      // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }
    
//4 resize() 扩容方法
final Node<K,V>[] resize() {
     
        Node<K,V>[] oldTab = table;
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
        int oldThr = threshold;
        int newCap, newThr = 0;
        if (oldCap > 0) {
     
            if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
     
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
                return oldTab;
            }
            else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                     oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                newThr = oldThr << 1; // double threshold
        }
        else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
            newCap = oldThr;
        else {
                    // zero initial threshold signifies using defaults
            newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
            newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
        }
        if (newThr == 0) {
     
            float ft = (float)newCap * loadFactor;
            newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                      (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
        }
        threshold = newThr;
        @SuppressWarnings({
     "rawtypes","unchecked"})
        Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
        table = newTab;
        if (oldTab != null) {
     
            for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
     
                Node<K,V> e;
                if ((e = oldTab[j]) != null) {
     
                    oldTab[j] = null;
                    if (e.next == null)
                        newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                    else if (e instanceof TreeNode)
                        ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                    else {
      // preserve order
                        Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                        Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                        Node<K,V> next;
                        do {
     
                            next = e.next;
                            if ((e.hash & oldCap) == 0) {
     
                                if (loTail == null)
                                    loHead = e;
                                else
                                    loTail.next = e;
                                loTail = e;
                            }
                            else {
     
                                if (hiTail == null)
                                    hiHead = e;
                                else
                                    hiTail.next = e;
                                hiTail = e;
                            }
                        } while ((e = next) != null);
                        if (loTail != null) {
     
                            loTail.next = null;
                            newTab[j] = loHead;
                        }
                        if (hiTail != null) {
     
                            hiTail.next = null;
                            newTab[j + oldCap] = hiHead;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return newTab;
    }

LinkedHashSet

1.LinkedHashSet 继承 HashSet，实现Set接口
2.LinkedHashSet 底层是一个 LinkedHashMap（HashMap的子类），底层维护了一个（ 数组 + 双向链表 ）
3.LinkedHashSet 根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置，同时使用链表维护元素的次序，这使得元素看起来是以插入顺序保存的
4.LinkedHashSet 不允许添加重复元素

LinkedHashMap 第一次添加，数组容量扩容到16，数组是HashMap $ Node[]类型，存放的元素/数据是LinkedHashMap $ Entry类型，继承关系

说明

1.在LinkedHashSet 中维护了一个hash表和双向链表(LinkedHashSet有 head 和 tail )
2.每一个节点有before和after属性，这样可以形成双向链表
3.在添加每一个元素时，先求hash值，再求索引。确认该元素在table的位置，然后将添加的元素加入到双向链表(如果存在，不添加)
4.这样遍历LinkedHashSet也能确保插入顺序和遍历顺序一样

LinkedHashMap 存储图示

重写equals和hashCode方法比较

1.只重写hashCode，计算出的hash值相同，则计算出的数组首位置不为null，又因为equals不同，直接添加到该数组位置的链表后面
2.只重写equals，计算出hash值不相同，则计算出的数组首位置不相同，该位置为null，则直接添加到首位置