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HashSet

2024-08-31 03:36:46   218人阅读

HashSet
          1.底层数据结构是哈希表。
          2.哈希表依赖两个方法：
               hashCode()和equals()
               执行顺序：
                           首先判断hashCode()值是否相同
                                   相同：继续执行equals(),看其返回值
                                           返回true:说明元素重复，不添加
                                           返回false:说明不重复，就直接添加到集合
                                  不相同：就直接添加到集合
                          最终：
                                 自动生成hashCode()和equals()即可
          保证元素的唯一性：  通过查看add方法的源码，我们知道这个方法底层依赖 两个方法：hashCode()和equals()。
                    步骤：
                          首先比较哈希值
                             如果相同，继续走，比较地址或者equals()
                             如果不同，就直接添加到集合中 
 LinkedHashSet
           底层数据结构由链表和哈希表组成。
               由链表保证元素有序。
               由哈希表保证元素唯一。
 TreeSet
             底层数据结构是红黑树。(是一种自平衡的二叉树)
                如何保证元素唯一性呢?
                          根据比较的返回值是否是0来决定
               如何保证元素的排序呢?
两种方式
            自然排序(元素具备比较性)
                  让元素所属的类实现Comparable接口
                  比较器排序(集合具备比较性)
                  让集合接收一个Comparator的实现类对象
 
 

在前篇博文中（java提高篇（二三）-----HashMap）详细讲解了HashMap的实现过程，对于HashSet而言，它是基于HashMap来实现的，底层采用HashMap来保存元素。所以如果对HashMap比较熟悉，那么HashSet是so easy!!

一、定义

 

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  1. public class HashSet<E>  
  2.     extends AbstractSet<E>  
  3.     implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable  

 

       HashSet继承AbstractSet类，实现Set、Cloneable、Serializable接口。其中AbstractSet提供 Set 接口的骨干实现，从而最大限度地减少了实现此接口所需的工作。Set接口是一种不包括重复元素的Collection，它维持它自己的内部排序，所以随机访问没有任何意义。

       基本属性

 

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  1. //基于HashMap实现，底层使用HashMap保存所有元素  
  2. private transient HashMap<E,Object> map;  
  3.   
  4.  //定义一个Object对象作为HashMap的value  
  5.  private static final Object PRESENT = new Object();  

 

 

       构造函数

 

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  1. /** 
  2.          * 默认构造函数 
  3.          * 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。 
  4.          */  
  5.         public HashSet() {  
  6.             map = new HashMap<>();  
  7.         }  
  8.           
  9.         /** 
  10.          * 构造一个包含指定 collection 中的元素的新 set。 
  11.          */  
  12.         public HashSet(Collection<? extends E> c) {  
  13.             map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));  
  14.             addAll(c);  
  15.         }  
  16.           
  17.         /** 
  18.          * 构造一个新的空 set，其底层 HashMap 实例具有指定的初始容量和指定的加载因子 
  19.          */  
  20.         public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {  
  21.             map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);  
  22.         }  
  23.              
  24.         /** 
  25.          * 构造一个新的空 set，其底层 HashMap 实例具有指定的初始容量和默认的加载因子（0.75）。 
  26.          */  
  27.         public HashSet(int initialCapacity) {  
  28.            map = new HashMap<>(initialCapacity);  
  29.         }  
  30.              
  31.         /** 
  32.          * 在API中我没有看到这个构造函数，今天看源码才发现（原来访问权限为包权限，不对外公开的） 
  33.          * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个新的空链接哈希集合。 
  34.          * dummy 为标识 该构造函数主要作用是对LinkedHashSet起到一个支持作用 
  35.          */  
  36.         HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {  
  37.            map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);  
  38.         }  

 

 

       从构造函数中可以看出HashSet所有的构造都是构造出一个新的HashMap，其中最后一个构造函数，为包访问权限是不对外公开，仅仅只在使用LinkedHashSet时才会发生作用。

二、方法

       既然HashSet是基于HashMap，那么对于HashSet而言，其方法的实现过程是非常简单的。

 

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  1. public Iterator<E> iterator() {  
  2.         return map.keySet().iterator();  
  3.     }  

 

       iterator()方法返回对此 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。底层调用HashMap的keySet返回所有的key，这点反应了HashSet中的所有元素都是保存在HashMap的key中，value则是使用的PRESENT对象，该对象为static final。

 

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  1. public int size() {  
  2.         return map.size();  
  3.     }  

 

       size()返回此 set 中的元素的数量（set 的容量）。底层调用HashMap的size方法，返回HashMap容器的大小。

 

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  1. public boolean isEmpty() {  
  2.         return map.isEmpty();  
  3.     }  

 

       isEmpty()，判断HashSet()集合是否为空，为空返回 true，否则返回false。

 

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  1. public boolean contains(Object o) {  
  2.         return map.containsKey(o);  
  3.     }  

 

       contains()，判断某个元素是否存在于HashSet()中，存在返回true，否则返回false。更加确切的讲应该是要满足这种关系才能返回true：(o==null ? e==null : o.equals(e))。底层调用containsKey判断HashMap的key值是否为空。

 

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  1. public boolean add(E e) {  
  2.         return map.put(e, PRESENT)==null;  
  3.     }  

 

       add()如果此 set 中尚未包含指定元素，则添加指定元素。如果此Set没有包含满足(e==null ? e2==null : e.equals(e2)) 的e2时，则将e2添加到Set中，否则不添加且返回false。由于底层使用HashMap的put方法将key = e，value=http://www.mamicode.com/PRESENT构建成key-value键值对，当此e存在于HashMap的key中，则value将会覆盖原有value，但是key保持不变，所以如果将一个已经存在的e元素添加中HashSet中，新添加的元素是不会保存到HashMap中，所以这就满足了HashSet中元素不会重复的特性。

 

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  1. public boolean remove(Object o) {  
  2.         return map.remove(o)==PRESENT;  
  3.     }  

 

       remove如果指定元素存在于此 set 中，则将其移除。底层使用HashMap的remove方法删除指定的Entry。

 

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  1. public void clear() {  
  2.         map.clear();  
  3.     }  

 

       clear从此 set 中移除所有元素。底层调用HashMap的clear方法清除所有的Entry。

 

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  1. public Object clone() {  
  2.         try {  
  3.             HashSet<E> newSet = (HashSet<E>) super.clone();  
  4.             newSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone();  
  5.             return newSet;  
  6.         } catch (CloneNotSupportedException e) {  
  7.             throw new InternalError();  
  8.         }  
  9.     }  

 

       clone返回此 HashSet 实例的浅表副本：并没有复制这些元素本身。

       后记：

       由于HashSet底层使用了HashMap实现，使其的实现过程变得非常简单，如果你对HashMap比较了解，那么HashSet简直是小菜一碟。有两个方法对HashMap和HashSet而言是非常重要的，下篇将详细讲解hashcode和equals。

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