HashSet底层存储元素的源码分析

此类实现 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。 

HashSet<String> set = new HashSet<String>();
set.add("abc");

     private transient HashMap<E,Object> map;
    /**
     * Constructs a new, empty set; the backing <tt>HashMap</tt> instance has
     * default initial capacity (16) and load factor (0.75).
     */
    public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }

点击

HashSet

进入 看Hash源码，证明 它确实是 由一个 HashMap 实例支持。

众所周知，set是无序，不重复的。那么它是如何保证元素唯一性的呢？

先看源码。点击 add方法进入。

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

public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }

通过以上源码，可以发现为保证唯一性。

1.将传入的元素进行hashCode方法调用，得到该元素的hash值。拿到hash值还需要和数组的长度进行运算，获取元素存储的下标值。

获取元素存储的下标值，尝试将传入的元素存储到对应的下标中。

2.如果计算出来的下标中，不存在元素，则直接存储。否则执行第3步的equals方法。

3.如果存储对象的equals方法返回true，说明是一样的，所以不存。如果返回false，说明不一样，要存储起来。

4.使用“单链表”将存储数据链接起来。

那么单链表是什么样子的代码呢？ 

Node<K,V> next; 这就是单链表的数据结构

 static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final int hash;
        final K key;
        V value;
        Node<K,V> next;

        Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
            this.hash = hash;
            this.key = key;
            this.value = value;
            this.next = next;
        }

        public final K getKey()        { return key; }
        public final V getValue()      { return value; }
        public final String toString() { return key + "=" + value; }

        public final int hashCode() {
            return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
        }

        public final V setValue(V newValue) {
            V oldValue = value;
            value = newValue;
            return oldValue;
        }

        public final boolean equals(Object o) {
            if (o == this)
                return true;
            if (o instanceof Map.Entry) {
                Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
                if (Objects.equals(key, e.getKey()) &&
                    Objects.equals(value, e.getValue()))
                    return true;
            }
            return false;
        }
    }

 这个就是hashSet的存储图。其中红色的线就是链表线。

这个单链表具体长这样的：

 最后结论：HashSet底层依赖HashMap来实现。使用Node数组与单链表来实现元素的存储。

ps:听说jdk1.8以后当单链表大于8的长度时，会添加红黑树来实现。