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  • Java集合---HashSet的源码分析

    一、  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。

     

    二、  HashSet的实现:

       对于HashSet而言,它是基于HashMap实现的,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:

     

    1 public class HashSet<E>  
    2    extends AbstractSet<E>  
    3    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable  
    4{  
    5    static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;  
    6  
    7    // 底层使用HashMap来保存HashSet中所有元素。  
    8    private transient HashMap<E,Object> map;  
    9      
    10    // 定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value,将此对象定义为static final。  
    11    private static final Object PRESENT = new Object();  
    12  
    13    /** 
    14     * 默认的无参构造器,构造一个空的HashSet。 
    15     *  
    16     * 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。 
    17     */  
    18    public HashSet() {  
    19    map = new HashMap<E,Object>();  
    20    }  
    21  
    22    /** 
    23     * 构造一个包含指定collection中的元素的新set。 
    24     * 
    25     * 实际底层使用默认的加载因子0.75和足以包含指定 
    26     * collection中所有元素的初始容量来创建一个HashMap。 
    27     * @param c 其中的元素将存放在此set中的collection。 
    28     */  
    29    public HashSet(Collection<? extends E> c) {  
    30    map = new HashMap<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));  
    31    addAll(c);  
    32    }  
    33  
    34    /** 
    35     * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个空的HashSet。 
    36     * 
    37     * 实际底层以相应的参数构造一个空的HashMap。 
    38     * @param initialCapacity 初始容量。 
    39     * @param loadFactor 加载因子。 
    40     */  
    41    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {  
    42    map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);  
    43    }  
    44  
    45    /** 
    46     * 以指定的initialCapacity构造一个空的HashSet。 
    47     * 
    48     * 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。 
    49     * @param initialCapacity 初始容量。 
    50     */  
    51    public HashSet(int initialCapacity) {  
    52    map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity);  
    53    }  
    54  
    55    /** 
    56     * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个新的空链接哈希集合。 
    57     * 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。 
    58     * 
    59     * 实际底层会以指定的参数构造一个空LinkedHashMap实例来实现。 
    60     * @param initialCapacity 初始容量。 
    61     * @param loadFactor 加载因子。 
    62     * @param dummy 标记。 
    63     */  
    64    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {  
    65    map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);  
    66    }  
    67  
    68    /** 
    69     * 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。 
    70     *  
    71     * 底层实际调用底层HashMap的keySet来返回所有的key。 
    72     * 可见HashSet中的元素,只是存放在了底层HashMap的key上, 
    73     * value使用一个static final的Object对象标识。 
    74     * @return 对此set中元素进行迭代的Iterator。 
    75     */  
    76    public Iterator<E> iterator() {  
    77    return map.keySet().iterator();  
    78    }  
    79  
    80    /** 
    81     * 返回此set中的元素的数量(set的容量)。 
    82     * 
    83     * 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。 
    84     * @return 此set中的元素的数量(set的容量)。 
    85     */  
    86    public int size() {  
    87    return map.size();  
    88    }  
    89  
    90    /** 
    91     * 如果此set不包含任何元素,则返回true。 
    92     * 
    93     * 底层实际调用HashMap的isEmpty()判断该HashSet是否为空。 
    94     * @return 如果此set不包含任何元素,则返回true。 
    95     */  
    96    public boolean isEmpty() {  
    97    return map.isEmpty();  
    98    }  
    99  
    100    /** 
    101     * 如果此set包含指定元素,则返回true。 
    102     * 更确切地讲,当且仅当此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e)) 
    103     * 的e元素时,返回true。 
    104     * 
    105     * 底层实际调用HashMap的containsKey判断是否包含指定key。 
    106     * @param o 在此set中的存在已得到测试的元素。 
    107     * @return 如果此set包含指定元素,则返回true。 
    108     */  
    109    public boolean contains(Object o) {  
    110    return map.containsKey(o);  
    111    }  
    112  
    113    /** 
    114     * 如果此set中尚未包含指定元素,则添加指定元素。 
    115     * 更确切地讲,如果此 set 没有包含满足(e==null ? e2==null : e.equals(e2)) 
    116     * 的元素e2,则向此set 添加指定的元素e。 
    117     * 如果此set已包含该元素,则该调用不更改set并返回false。 
    118     * 
    119     * 底层实际将将该元素作为key放入HashMap。 
    120     * 由于HashMap的put()方法添加key-value对时,当新放入HashMap的Entry中key 
    121     * 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), 
    122     * 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, 
    123     * 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, 
    124     * 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。 
    125     * @param e 将添加到此set中的元素。 
    126     * @return 如果此set尚未包含指定元素,则返回true。 
    127     */  
    128    public boolean add(E e) {  
    129    return map.put(e, PRESENT)==null;  
    130    }  
    131  
    132    /** 
    133     * 如果指定元素存在于此set中,则将其移除。 
    134     * 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, 
    135     * 则将其移除。如果此set已包含该元素,则返回true 
    136     * (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)。 
    137     * 
    138     * 底层实际调用HashMap的remove方法删除指定Entry。 
    139     * @param o 如果存在于此set中则需要将其移除的对象。 
    140     * @return 如果set包含指定元素,则返回true。 
    141     */  
    142    public boolean remove(Object o) {  
    143    return map.remove(o)==PRESENT;  
    144    }  
    145  
    146    /** 
    147     * 从此set中移除所有元素。此调用返回后,该set将为空。 
    148     * 
    149     * 底层实际调用HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。 
    150     */  
    151    public void clear() {  
    152    map.clear();  
    153    }  
    154  
    155    /** 
    156     * 返回此HashSet实例的浅表副本:并没有复制这些元素本身。 
    157     * 
    158     * 底层实际调用HashMap的clone()方法,获取HashMap的浅表副本,并设置到  HashSet中。 
    159     */  
    160    public Object clone() {  
    161        try {  
    162            HashSet<E> newSet = (HashSet<E>) super.clone();  
    163            newSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone();  
    164            return newSet;  
    165        } catch (CloneNotSupportedException e) {  
    166            throw new InternalError();  
    167        }  
    168    }  
    } 

     

    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。

     

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