java hashset 实现原理_深入Java集合学习系列:HashSet的实现原理

Updated on 九月 8, 2016

深入Java集合学习系列:HashSet的实现原理

1.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。

2. HashSet的实现:

对于HashSet而言,它是基于HashMap实现的,集成AbstractSet 实现Set接口,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:

// 底层使用HashMap来保存HashSet中所有元素。

private transient HashMap map;

// Dummy value to associate with an Object in the backing Map

// 定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value,将此对象定义为static final。

private static final Object PRESENT = new Object();

/**

* Constructs a new, empty set; the backing HashMap instance has

* default initial capacity (16) and load factor (0.75).

*/

/**

* 默认的无参构造器,构造一个空的HashSet。

*

* 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。

*/

public HashSet() {

map = new HashMap<>();

}

/**

* Constructs a new set containing the elements in the specified

* collection.  The HashMap is created with default load factor

* (0.75) and an initial capacity sufficient to contain the elements in

* the specified collection.

*

* @param c the collection whose elements are to be placed into this set

* @throws NullPointerException if the specified collection is null

*/

public HashSet(Collection extends E> c) {

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

addAll(c);

}

/**

* Constructs a new, empty set; the backing HashMap instance has

* the specified initial capacity and the specified load factor.

*

* @param      initialCapacity   the initial capacity of the hash map

* @param      loadFactor        the load factor of the hash map

* @throws     IllegalArgumentException if the initial capacity is less

*             than zero, or if the load factor is nonpositive

*/

public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {

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

}

/**

* Constructs a new, empty set; the backing HashMap instance has

* the specified initial capacity and default load factor (0.75).

*

* @param      initialCapacity   the initial capacity of the hash table

* @throws     IllegalArgumentException if the initial capacity is less

*             than zero

*/

public HashSet(int initialCapacity) {

map = new HashMap<>(initialCapacity);

}

/**

* Constructs a new, empty linked hash set.  (This package private

* constructor is only used by LinkedHashSet.) The backing

* HashMap instance is a LinkedHashMap with the specified initial

* capacity and the specified load factor.

*

* @param      initialCapacity   the initial capacity of the hash map

* @param      loadFactor        the load factor of the hash map

* @param      dummy             ignored (distinguishes this

*             constructor from other int, float constructor.)

* @throws     IllegalArgumentException if the initial capacity is less

*             than zero, or if the load factor is nonpositive

*/

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

map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);

}

/**

* Returns an iterator over the elements in this set.  The elements

* are returned in no particular order.

*

* @return an Iterator over the elements in this set

* @see ConcurrentModificationException

*/

public Iterator iterator() {

return map.keySet().iterator();

}

/**

* Returns the number of elements in this set (its cardinality).

*

* @return the number of elements in this set (its cardinality)

*/

public int size() {

return map.size();

}

/**

* Returns true if this set contains no elements.

*

* @return true if this set contains no elements

*/

public boolean isEmpty() {

return map.isEmpty();

}

/**

* Returns true if this set contains the specified element.

* More formally, returns true if and only if this set

* contains an element e such that

(o==null ? e==null : o.equals(e)).

*

* @param o element whose presence in this set is to be tested

* @return true if this set contains the specified element

*/

public boolean contains(Object o) {

return map.containsKey(o);

}

/**

* 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。

*

* 底层实际将将该元素作为key放入HashMap。

* 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,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。

* @param e 将添加到此set中的元素。

* @return 如果此set尚未包含指定元素,则返回true。

*/

public boolean add(E e) {

return map.put(e, PRESENT)==null;

}

/**

* Removes the specified element from this set if it is present.

* More formally, removes an element e such that

(o==null ? e==null : o.equals(e)),

* if this set contains such an element.  Returns true if

* this set contained the element (or equivalently, if this set

* changed as a result of the call).  (This set will not contain the

* element once the call returns.)

*

* @param o object to be removed from this set, if present

* @return true if the set contained the specified element

*/

public boolean remove(Object o) {

return map.remove(o)==PRESENT;

}

/**

* Removes all of the elements from this set.

* The set will be empty after this call returns.

*/

public void clear() {

map.clear();

}

/**

* Returns a shallow copy of this HashSet instance: the elements

* themselves are not cloned.

*

* @return a shallow copy of this set

*/

public Object clone() {

try {

HashSet newSet = (HashSet) super.clone();

newSet.map = (HashMap) map.clone();

return newSet;

} catch (CloneNotSupportedException e) {

throw new InternalError();

}

}

3. 相关说明:

1) 相关HashMap的实现原理,请参考我的上一遍总结:深入Java集合学习系列:HashMap的实现原理。

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

你可能感兴趣的:(java,hashset,实现原理)