Java集合之HashSet源码解析

 一、HashSet概述：

1、HashSet底层实现实际上就是利用HashMap的键（Key）来存储对象，原HashMap的键key的位置存放对象，值value的位置存放空的Object对象作为虚拟值；

2、增加和删除都是直接调用HashMap的方法来实现的，没有修改和具体的查询方法，获取值只能通过iterator方法来迭代，迭代方法也是建立在HashMap的键的迭代方法上的。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。

3、因为HashMap的键不可重复，故HashSet存储的值同样不能重复，和HashMap一样，重写对象的hashCode（）方法时也要重写equals（）方法。只是由于HashMap的性质HashSet最主要的特点就是无序不重复。

二、HashSet的实现：

HashSet的主要源代码如下：

public class HashSet < E > extends AbstractSet < E > implements Set < E > , Cloneable, java.io.Serializable {
        private transient HashMap < E, Object > map;
        private static final Object PRESENT = new Object(); // 定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value，将此对象定义为static final。  
        /** 
         * 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 < E, Object > ();
        }
        public HashSet(Collection  c) {
            map = new HashMap < E, Object > (Math.max((int)(c.size() / .75 f) + 1, 16));
            addAll(c);
        }

        /** 
         * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个空的HashSet。
         * 实际底层以相应的参数构造一个空的HashMap。
         * @param initialCapacity 初始容量。
         * @param loadFactor 加载因子。
         */
        public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
            map = new HashMap < E, Object > (initialCapacity, loadFactor);
        }

        /** 
         * 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) {
            map = new HashMap < E, Object > (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 < E, Object > (initialCapacity, loadFactor);
        }

        /** 
         * 返回对此set中元素进行迭代的迭代器。返回元素的顺序并不是特定的。 底层实际调用底层HashMap的keySet来返回所有的key。
         */
        public Iterator < E > iterator() {
            return map.keySet().iterator();
        }

        /** 
         * 返回此set中的元素的数量（set的容量）。 底层实际调用HashMap的size()方法返回Entry的数量，就得到该Set中元素的个数。
         */
        public int size() {
            return map.size();
        }

        /** 
         * 如果此set不包含任何元素，则返回true。 底层实际调用HashMap的isEmpty()判断该HashSet是否为空。
         * @return 如果此set不包含任何元素，则返回true。
         */
        public boolean isEmpty() {
            return map.isEmpty();
        }

        /** 
         * 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。
         * @return 如果此set包含指定元素，则返回true。
         */
        public boolean contains(Object o) {
            return map.containsKey(o);
        }

        /** 
         * 底层实际将将该元素作为key放入HashMap，故重复的key（也就是HashSet的添加的值）不会被放入，这也就满足了Set中元素不重复的特性。
         * @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;
        }

        /** 
         * 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。
         * @return 如果set包含指定元素，则返回true。
         */
        public boolean remove(Object o) {
            return map.remove(o) == PRESENT;
        }

        /** 
         * 从此set中移除所有元素。此调用返回后，该set将为空， 底层实际调用HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。
         */
        public void clear() {
            map.clear();
        }

三、 相关说明：

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。

HashSet和HashMap的区别：

HashMap	HashSet
HashMap实现了Map接口	HashSet实现了Set接口
HashMap储存键值对	HashSet仅仅存储对象
使用put()方法将元素放入map中	使用add()方法将元素放入set
HashMap中使用键对象来计算hashcode值	HashSet使用成员对象来计算hashcode值，对于两个对象来说hashcode可能相同，所以equals()方法用来判断对象的相等性，如果两个对象不同的话，那么返回false
HashMap比较快，因为是使用唯一的键来获取对象	HashSet较HashMap来说比较慢