Java进阶（Set）——面试时Set常见问题解读 & 结合源码分析

前言

List、Set、HashMap作为Java中常用的集合，需要深入认识其原理和特性。

本篇博客介绍常见的关于Java中Set集合的面试问题，结合源码分析题目背后的知识点。

关于List的博客文章如下：

• Java进阶（List）——面试时List常见问题解读 & 结合源码分析

关于的Set的博客文章如下：

• Java进阶（Set）——面试时Set常见问题解读 & 结合源码分析

关于HaseMap的博客文章如下：

• Java进阶（HashMap）——面试时HashMap常见问题解读 & 结合源码分析
• Java进阶（ConcurrentHashMap）——面试时ConcurrentHashMap常见问题解读 & 结合源码分析 & 多线程CAS比较并交换 初识

其他相关的Set的文章如下：

• Java学数据结构（3）——树Tree & B树 & 红黑树 & Java标准库中的集合Set与映射Map & 使用多个映射Map的案例

引出

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1.特点：无序，去重，非线程安全；
2.底层：HashMap的Key值实现的；
3.map.put方法，静态常量PRESENT，新值替换旧值；
4.map.remove key方法，如果KEY不存在时，则返回的是null，如果KEY存在时，返回的就是e.value，即PRESENT，返回true成功，返回false不成功；
5.去重原理：先判断hash值，再通过==或者equals判断，整体如果返回true，则为重复元素；
6.无序的则采用HashSet ，有序的则采用TreeSet；
7.线程安全的set：Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());

1. 描述一下HashSet的底层原理？

1. HashSet的特点：无序，去重，非线程安全；
2. HashSet 底层是用HashMap的Key值实现的，也有上面的3大特征；

构造方法

无参和代参构造方法都会初始化这个HashMap

无参的构造方法，调用了HashMap方法

有参的构造方法也是，调用了HashMap方法

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add方法

add方法中可以看出调用HashMap的put方法，key为放入元素，值为常量PRESENT

2. map.put方法，静态常量PRESENT

既然hashset基于hashmap实现，你说一下 hashset的add方法中，为什么要在map.put的val上放上一个Object类型的静态常量PRESENT？

HashSet底层调用了map的put方法，传入了存储的对象和PRESENT常量，那我们进入put方法继续查看

put方法内调用了putVal方法，PRESENT常量为形参value，继续进入查看

	if (e != null) { // existing mapping for key
        //把旧数据存储到oldValue
        V oldValue = e.value;
        //如果说存储的位置上已经有元素了
        if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
            //新元素会替代旧元素   新KEY替代KEY
            e.value = value;
        afterNodeAccess(e);
        //返回旧元素数据
        return oldValue;
    }
    ++modCount;
    if (++size > threshold)
        resize();
    afterNodeInsertion(evict);
    //如果说上面的if结构没有执行，那么就说明这个位置上没有元素，则新增成功，返回null
    return null;

public boolean add(E e) {
        //上面的方法返回值决定了HashSet的add方法到底返回true还是false
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }

1. 此方法内部明确箭头标处的原理，value就是PRESENT，如果进入这个if结构，则说明这个位置上已经存在该key，则会用value替换之前的旧值，然后返回旧值oldValue，否则会返回null;
2. 至此，我们可以看出此方法的返回值是PRESENT或者是null，如果为PRESENT则说明KEY已存在，则add方法就会返回false（此处元素put还是成功的，只是新值替换旧值），返回null则add返回true，此KEY不存在，代表存储新的KEY-VALUE;

3. map.remove key方法，PRESENT进行比较

既然hashset基于hashmap实现，你说一下 hashset的remove方法中，为什么要在map.remove key 完了之后要和PRESENT进行一个等值比较呢？

1. 从HashMap的remove方法中可以看出，方法返回的是e.value或者null，与add方法中的原理一起联想，则会明白，如果KEY不存在时，则返回的是null，如果KEY存在时，返回的就是e.value，即PRESENT；
2. 所以在HashSet在判断此返回值==PRESENT，如果相等则返回true，说明此KEY是存在的，删除成功返回true，如果返回值是null，那么null=PRESENT则返回的肯定是false，那么代表此KEY不存在，删除自然不成功，返回false；

public V remove(Object key) {
        Node<K,V> e;
        //判断了一下，如果removeNode删除得到的是null，说明此KEY不存在，方法返回null
        return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ?
            //否则返回e.value   就是 PRESENT
            null : e.value;
    }

public boolean remove(Object o) {
        //因为HashMap删除成功返回的是PRESENT ， ==PRESENT 则结果为true 代表删除成功
    //否则返回的是null ， 返回false  删除失败
        return map.remove(o)==PRESENT;
    }

4. HashSet的去重原理？

1. HashMap中putVal方法中有这么一段代码判断，去重原理在于hashcode的判断和equals方法的判断
2. 先判断hash值，再通过==或者equals判断，整体如果返回true，则为重复元素

5. 如何选择HashSet 或 TreeSet？

无序的则采用HashSet ，有序的则采用TreeSet

6. 如何得到一个线程安全的Set集合？

Set datas = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());

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总结

1.特点：无序，去重，非线程安全；
2.底层：HashMap的Key值实现的；
3.map.put方法，静态常量PRESENT，新值替换旧值；
4.map.remove key方法，如果KEY不存在时，则返回的是null，如果KEY存在时，返回的就是e.value，即PRESENT，返回true成功，返回false不成功；
5.去重原理：先判断hash值，再通过==或者equals判断，整体如果返回true，则为重复元素；
6.无序的则采用HashSet ，有序的则采用TreeSet；
7.线程安全的set：Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());