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  • (转)JAVA HashSet 去除重复值原理

    Java中的set是一个不包含重复元素的集合，确切地说，是不包含e1.equals(e2)的元素对。Set中允许添加null。Set不能保证集合里元素的顺序。

    在往set中添加元素时，如果指定元素不存在，则添加成功。也就是说，如果set中不存在(e==null ? e1==null : e.queals(e1))的元素e1,则e1能添加到set中。

    下面以set的一个实现类HashSet为例，简单介绍一下set不重复实现的原理：

    [java] view plain copy print?
    1. package com.darren.test.overide;  
    2.   
    3. public class CustomString {  
    4.     private String value;  
    5.   
    6.     public CustomString() {  
    7.         this("");  
    8.     }  
    9.   
    10.     public CustomString(String value) {  
    11.         this.value = value;  
    12.     }  
    13. }  
    package com.darren.test.overide;

public class CustomString {
    private String value;

    public CustomString() {
        this("");
    }

    public CustomString(String value) {
        this.value = value;
    }
}
    [java] view plain copy print?
    1. package com.darren.test.overide;  
    2.   
    3. import java.util.HashSet;  
    4. import java.util.Set;  
    5.   
    6. public class HashSetTest {  
    7.     public static void main(String[] args) {  
    8.         String a = new String("A");  
    9.         String b = new String("A");  
    10.           
    11.         CustomString c = new CustomString("B");  
    12.         CustomString d = new CustomString("B");  
    13.           
    14.         System.out.println("a.equals(b) == " + a.equals(b));  
    15.         System.out.println("c.equals(d) == " + c.equals(d));  
    16.           
    17.         Set<Object> set = new HashSet<Object>();  
    18.         set.add(a);  
    19.         set.add(b);  
    20.         set.add(c);  
    21.         set.add(d);  
    22.           
    23.         System.out.println("set.size() == " + set.size());  
    24.           
    25.         for (Object object : set) {  
    26.             System.out.println(object);  
    27.         }  
    28.     }  
    29. }  
    package com.darren.test.overide;

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class HashSetTest {
    public static void main(String[] args) {
        String a = new String("A");
        String b = new String("A");
        
        CustomString c = new CustomString("B");
        CustomString d = new CustomString("B");
        
        System.out.println("a.equals(b) == " + a.equals(b));
        System.out.println("c.equals(d) == " + c.equals(d));
        
        Set<Object> set = new HashSet<Object>();
        set.add(a);
        set.add(b);
        set.add(c);
        set.add(d);
        
        System.out.println("set.size() == " + set.size());
        
        for (Object object : set) {
            System.out.println(object);
        }
    }
}


    运行结果如下：

    [plain] view plain copy print?
    1. a.equals(b) == true  
    2. c.equals(d) == false  
    3. set.size() == 3  
    4. com.darren.test.overide.CustomString@2c39d2  
    5. A  
    6. com.darren.test.overide.CustomString@5795ce  
    a.equals(b) == true
c.equals(d) == false
set.size() == 3
com.darren.test.overide.CustomString@2c39d2
A
com.darren.test.overide.CustomString@5795ce

    也许你已经看出关键来了，没错就是equals方法。这么说还是不恰当，准确的说应该是equals和hashcode方法。为什么这么说呢，让我们改一改CustomString类在进行测试：

    [java] view plain copy print?
    1. package com.darren.test.overide;  
    2.   
    3. public class CustomString {  
    4.     private String value;  
    5.   
    6.     public CustomString() {  
    7.         this("");  
    8.     }  
    9.   
    10.     public CustomString(String value) {  
    11.         this.value = value;  
    12.     }  
    13.   
    14.     @Override  
    15.     public boolean equals(Object obj) {  
    16.         if (this == obj) {  
    17.               
    18.             return true;  
    19.         } else if (obj instanceof CustomString) {  
    20.             CustomString customString = (CustomString) obj;  
    21.               
    22.             return customString.value.equals(value);  
    23.         } else {  
    24.               
    25.             return false;  
    26.         }  
    27.     }  
    28. }  
    package com.darren.test.overide;

public class CustomString {
    private String value;

    public CustomString() {
        this("");
    }

    public CustomString(String value) {
        this.value = value;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj) {
            
            return true;
        } else if (obj instanceof CustomString) {
            CustomString customString = (CustomString) obj;
            
            return customString.value.equals(value);
        } else {
            
            return false;
        }
    }
}


    测试结果：

    [html] view plain copy print?
    1. a.equals(b) == true  
    2. c.equals(d) == true  
    3. set.size() == 3  
    4. com.darren.test.overide.CustomString@12504e0  
    5. A  
    6. com.darren.test.overide.CustomString@1630eb6  
    a.equals(b) == true
c.equals(d) == true
set.size() == 3
com.darren.test.overide.CustomString@12504e0
A
com.darren.test.overide.CustomString@1630eb6

    这次的equals返回值都为true，但是set的size还是3

    让我们继续改

    [java] view plain copy print?
    1. package com.darren.test.overide;  
    2.   
    3. public class CustomString {  
    4.     private String value;  
    5.   
    6.     public CustomString() {  
    7.         this("");  
    8.     }  
    9.   
    10.     public CustomString(String value) {  
    11.         this.value = value;  
    12.     }  
    13.   
    14.     @Override  
    15.     public int hashCode() {  
    16.         // return super.hashCode();  
    17.         return 1;  
    18.     }  
    19. }  
    package com.darren.test.overide;

public class CustomString {
    private String value;

    public CustomString() {
        this("");
    }

    public CustomString(String value) {
        this.value = value;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        // return super.hashCode();
        return 1;
    }
}


    再看结果：

    [plain] view plain copy print?
    1. a.equals(b) == true  
    2. c.equals(d) == false  
    3. set.size() == 3  
    4. com.darren.test.overide.CustomString@1  
    5. com.darren.test.overide.CustomString@1  
    6. A  
    a.equals(b) == true
c.equals(d) == false
set.size() == 3
com.darren.test.overide.CustomString@1
com.darren.test.overide.CustomString@1
A



    只重写hashCode方法，不重写equals方法也不行

    最后再改一改

    [java] view plain copy print?
    1. package com.darren.test.overide;  
    2.   
    3. public class CustomString {  
    4.     private String value;  
    5.   
    6.     public CustomString() {  
    7.         this("");  
    8.     }  
    9.   
    10.     public CustomString(String value) {  
    11.         this.value = value;  
    12.     }  
    13.   
    14.     @Override  
    15.     public boolean equals(Object obj) {  
    16.         if (this == obj) {  
    17.   
    18.             return true;  
    19.         } else if (obj instanceof CustomString) {  
    20.             CustomString customString = (CustomString) obj;  
    21.   
    22.             return customString.value.equals(value);  
    23.         } else {  
    24.   
    25.             return false;  
    26.         }  
    27.     }  
    28.   
    29.     @Override  
    30.     public int hashCode() {  
    31.         // return super.hashCode();  
    32.         return 1;  
    33.     }  
    34. }  
    package com.darren.test.overide;

public class CustomString {
    private String value;

    public CustomString() {
        this("");
    }

    public CustomString(String value) {
        this.value = value;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj) {

            return true;
        } else if (obj instanceof CustomString) {
            CustomString customString = (CustomString) obj;

            return customString.value.equals(value);
        } else {

            return false;
        }
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        // return super.hashCode();
        return 1;
    }
}


    最后结果：

    [plain] view plain copy print?
    1. a.equals(b) == true  
    2. c.equals(d) == true  
    3. set.size() == 2  
    4. com.darren.test.overide.CustomString@1  
    5. A  
    a.equals(b) == true
c.equals(d) == true
set.size() == 2
com.darren.test.overide.CustomString@1
A



    可以了，证明需要重写equals方法和hashCode方法，来看原理：

    java.lnag.Object中对hashCode的约定：

    1. 在一个应用程序执行期间，如果一个对象的equals方法做比较所用到的信息没有被修改的话，则对该对象调用hashCode方法多次，它必须始终如一地返回同一个整数。

    2. 如果两个对象根据equals(Object o)方法是相等的，则调用这两个对象中任一对象的hashCode方法必须产生相同的整数结果。

    3. 如果两个对象根据equals(Object o)方法是不相等的，则调用这两个对象中任一个对象的hashCode方法，不要求产生不同的整数结果。但如果能不同，则可能提高散列表的性能。

    在HashSet中，基本的操作都是有HashMap底层实现的，因为HashSet底层是用HashMap存储数据的。当向HashSet中添加元素的时候，首先计算元素的hashcode值，然后用这个（元素的hashcode）%（HashMap集合的大小）+1计算出这个元素的存储位置，如果这个位置位空，就将元素添加进去；如果不为空，则用equals方法比较元素是否相等，相等就不添加，否则找一个空位添加。

    如下是HashSet的部分源码：

    [java] view plain copy print?
      1. package java.util;  
      2.   
      3. public class HashSet<E> extends AbstractSet<E>   
      4.     implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable  
      5. {  
      6.     static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;     
      7.   
      8.     // 底层使用HashMap来保存HashSet中所有元素。     
      9.     private transient HashMap<E,Object> map;     
      10.      
      11.     // 定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value，将此对象定义为static final。     
      12.     private static final Object PRESENT = new Object();     
      13.   
      14.     /**  
      15.      * 默认的无参构造器，构造一个空的HashSet。  
      16.      *   
      17.      * 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。  
      18.      */     
      19.     public HashSet() {  
      20.         map = new HashMap<E,Object>();  
      21.     }  
      22.   
      23.     /**  
      24.      * 构造一个包含指定collection中的元素的新set。  
      25.      *  
      26.      * 实际底层使用默认的加载因子0.75和足以包含指定  
      27.      * collection中所有元素的初始容量来创建一个HashMap。  
      28.      * @param c 其中的元素将存放在此set中的collection。  
      29.      */     
      30.     public HashSet(Collection< extends E> c) {  
      31.         map = new HashMap<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));  
      32.         addAll(c);  
      33.     }  
      34.   
      35.     /**  
      36.      * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个空的HashSet。  
      37.      *  
      38.      * 实际底层以相应的参数构造一个空的HashMap。  
      39.      * @param initialCapacity 初始容量。  
      40.      * @param loadFactor 加载因子。  
      41.      */     
      42.     public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {  
      43.         map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);  
      44.     }  
      45.   
      46.     /**  
      47.      * 以指定的initialCapacity构造一个空的HashSet。  
      48.      *  
      49.      * 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。  
      50.      * @param initialCapacity 初始容量。  
      51.      */     
      52.     public HashSet(int initialCapacity) {  
      53.         map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity);  
      54.     }  
      55.   
      56.     /**  
      57.      * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个新的空链接哈希集合。  
      58.      * 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。  
      59.      *  
      60.      * 实际底层会以指定的参数构造一个空LinkedHashMap实例来实现。  
      61.      * @param initialCapacity 初始容量。  
      62.      * @param loadFactor 加载因子。  
      63.      * @param dummy 标记。  
      64.      */     
      65.     HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {  
      66.         map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);  
      67.     }  
      68.   
      69.     /**  
      70.      * 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。  
      71.      *   
      72.      * 底层实际调用底层HashMap的keySet来返回所有的key。  
      73.      * 可见HashSet中的元素，只是存放在了底层HashMap的key上，  
      74.      * value使用一个static final的Object对象标识。  
      75.      * @return 对此set中元素进行迭代的Iterator。  
      76.      */     
      77.     @Override  
      78.     public Iterator<E> iterator() {  
      79.         return map.keySet().iterator();  
      80.     }  
      81.   
      82.     /**  
      83.      * 返回此set中的元素的数量（set的容量）。  
      84.      *  
      85.      * 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。  
      86.      * @return 此set中的元素的数量（set的容量）。  
      87.      */     
      88.     @Override  
      89.     public int size() {  
      90.         return map.size();  
      91.     }  
      92.   
      93.     /**  
      94.      * 如果此set不包含任何元素，则返回true。  
      95.      *  
      96.      * 底层实际调用HashMap的isEmpty()判断该HashSet是否为空。  
      97.      * @return 如果此set不包含任何元素，则返回true。  
      98.      */     
      99.     @Override  
      100.     public boolean isEmpty() {  
      101.         return map.isEmpty();  
      102.     }  
      103.   
      104.     /**  
      105.      * 如果此set包含指定元素，则返回true。  
      106.      * 更确切地讲，当且仅当此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))  
      107.      * 的e元素时，返回true。  
      108.      *  
      109.      * 底层实际调用HashMap的containsKey判断是否包含指定key。  
      110.      * @param o 在此set中的存在已得到测试的元素。  
      111.      * @return 如果此set包含指定元素，则返回true。  
      112.      */     
      113.     @Override  
      114.     public boolean contains(Object o) {  
      115.         return map.containsKey(o);  
      116.     }  
      117.   
      118.     /**  
      119.      * 如果此set中尚未包含指定元素，则添加指定元素。  
      120.      * 更确切地讲，如果此 set 没有包含满足(e==null ? e2==null : e.equals(e2))  
      121.      * 的元素e2，则向此set 添加指定的元素e。  
      122.      * 如果此set已包含该元素，则该调用不更改set并返回false。  
      123.      *  
      124.      * 底层实际将将该元素作为key放入HashMap。  
      125.      * 由于HashMap的put()方法添加key-value对时，当新放入HashMap的Entry中key  
      126.      * 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），  
      127.      * 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，  
      128.      * 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，  
      129.      * 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。  
      130.      * @param e 将添加到此set中的元素。  
      131.      * @return 如果此set尚未包含指定元素，则返回true。  
      132.      */     
      133.     @Override  
      134.     public boolean add(E e) {  
      135.         return map.put(e, PRESENT)==null;  
      136.     }  
      137.   
      138.     /**  
      139.      * 如果指定元素存在于此set中，则将其移除。  
      140.      * 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，  
      141.      * 则将其移除。如果此set已包含该元素，则返回true  
      142.      * （或者：如果此set因调用而发生更改，则返回true）。（一旦调用返回，则此set不再包含该元素）。  
      143.      *  
      144.      * 底层实际调用HashMap的remove方法删除指定Entry。  
      145.      * @param o 如果存在于此set中则需要将其移除的对象。  
      146.      * @return 如果set包含指定元素，则返回true。  
      147.      */     
      148.     @Override  
      149.     public boolean remove(Object o) {  
      150.         return map.remove(o)==PRESENT;  
      151.     }  
      152.   
      153.     /**  
      154.      * 从此set中移除所有元素。此调用返回后，该set将为空。  
      155.      *  
      156.      * 底层实际调用HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。  
      157.      */     
      158.     @Override  
      159.     public void clear() {  
      160.         map.clear();  
      161.     }  
      162. }  
    

    

    
    .

    

    
    
                
    
                
              
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                原文地址：https://www.cnblogs.com/Dar-/p/9054666.html
              
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