Java HashSet的元素内容变化导致的问题

概述

HashSet元素引用的对象的内容发生变化，会导致“元素不属于集合”的问题。事实上这个元素还在集合里，但是调用contains方法进行判断，得到的结果却是false。

正文

关于变化

这里所讲的变化是指元素引用的对象的内容的变化，但是对象还是这个对象。比如我们定义如下的field

private Set<Set<Integer>> cache = new HashSet<Set<Integer>>();

我们计划cache里的每一个元素都是一个Set<Integer>的集合。如果我们取出cache的一个元素，然后往这个元素集合中添加一个Integer元素。对于cache来说，这个元素还是这个元素，但是它的内容已经变化了。

关于校验标准

/**
 * 校验.<br>
 * 从集合中取出的元素反而不属于该集合，则为无效.
 * @return
 */
private boolean validate() {
    boolean flag = true;
    for ( Set<Integer> ele : cache ) {
        if (!cache.contains(ele)) {
            flag = false;
            System.out.println("无效的元素：" + ele);
        }
    }
    
    return flag;
}

测试

我们分为三个测试用例：数据初始化测试、直接更新测试、移除新增测试。

一、数据初始化测试

1. 数据初始化

/**
 * 初始化数据.
 */
private void init() {
    Integer[][] data = {{1, 2}, {3, 4}, {5}};
    for (Integer[] ele : data) {
        List<Integer> eleList = Arrays.asList(ele);
        Set<Integer> eleSet = new HashSet<Integer>(eleList.size());
        eleSet.addAll(eleList);
        
        cache.add(eleSet);
    }
    
    System.out.println(cache);
}

2. 测试

@Test
public void testInit() {
    init();
    boolean flag = validate();
    System.out.println("对初始化的数据进行校验，结果：" + flag);
}

3. 输出结果

[[2, 1], [5], [4, 3]]
对初始化的数据进行校验，结果：true

二、直接更新测试

1. 更新的方法

/**
 * 直接修改.
 */
private void update() {
    for (Set<Integer> ele : cache) {
        if (ele.contains(5)) {
            ele.add(6);
            break;
        }
    }
    
    System.out.println(cache);
}

2. 测试

@Test
public void testUpdate() {
    init();
    update();
    
    boolean flag = validate();
    System.out.println("对直接修改的数据进行校验，结果：" + flag);
}

3. 输出结果

[[2, 1], [5], [4, 3]]
[[2, 1], [6, 5], [4, 3]]
无效的元素：[6, 5]
对直接修改的数据进行校验，结果：false

三、移除新增测试

1. 移除新增

/**
 * 移除添加.
 */
private void removeThenAdd() {
    for (Set<Integer> ele : cache) {
        if (ele.contains(5)) {
            cache.remove(ele);
            ele.add(6);
            cache.add(ele);
            break;
        }
    }
    
    System.out.println(cache);
}

2. 测试

@Test
public void testRA() {
    init();
    removeThenAdd();
    
    boolean flag = validate();
    System.out.println("对移除添加的数据进行校验，结果：" + flag);
}

3. 输出结果

[[2, 1], [5], [4, 3]]
[[2, 1], [4, 3], [6, 5]]
对移除添加的数据进行校验，结果：true

结论

我认为HashSet遍历元素和判断元素是否在集合中的机制是不同的，HashSet中的元素都有一个不同的hashcode，我们直接修改其中的元素，导致其内容和其hashcode对应不上，所以才会有上述的问题。