三句话都能解释清楚的java集合类HashSet，你清楚吗？

题目：三句话都能明白的java集合类HashSet，你都知道吗？

HashSet作为一种最简单的java集合类，真的可以用三句话来概括一下：

第一句：存放不重复的数据。

第二句：底层基于hash表实现。

第三句：内部基于HashMap。

这也就是说，你想要完完全全彻彻底底地把HashSet吃透，就一定要先吃透HashMap。这篇文章将带着你从特点到存储，再到最后的实现，从源码角度来分析一下。

一、认识

HashSet其实就是一个没有重复数据的集合，基本用法很简单，我们直接给个例子。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet set = new HashSet();
        // 将元素添加到Set中
        set.add("a");
        //加入一个存在的则会替换。
        set.add("a");
        //是否包含某个值
        System.out.println("是否包含了a：", set.contains("a"));
        // 删除HashSet中的“e”
        set.remove("e");
        // 将Set转换为数组
        String[] arr = (String[])set.toArray(new String[0]);
        // 遍历HashSet
        for(Iterator iterator = set.iterator();iterator.hasNext();) 
            System.out.println(iterator.next());
        // 清空HashSet
        set.clear();
    }
}

以上只是列出了其最简单的用法。下面我们看看其继承关系。HashSet主要继承了三个接口Serializable、Cloneable、Set，并且实现了抽象类AbstractSet。我们直接看看源码：

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

学过HashMap的人应该都知道HashMap实现的是Map接口，而HashSet是Set接口。

下面我们就从源码的角度来分析一下HashSet。

二、源码分析

1、参数变量

//这个HashMap就是实际保存HashSet元素的容器
private transient HashMap<E,Object> map;
//PRESENT表示的意思很简单，也就是我们的HashSet只使用到了HashMap的key，
//所以此处定义一个静态的常量Object类，来充当HashMap的value
private static final Object PRESENT = new Object();

这里有个问题，那就是既然HashSet只使用到了HashMap的key，为什么不使用null来充当HashMap的value，而使用了PRESENT这个对象呢？

答：想要深入这个问题，我们还需要深入到源码中看看：

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

以上两个是增删方法，在add一个元素的时候，其实调用的就是map.put(e, PRESENT)==null，HashMap在put元素的时候会出现两种情况：

情况一：put的元素是新的，那么map.put会发现key没有，那么直接插入即可。return结果为true。

情况二：put的元素是旧的，那么map.put会发现key已有，则直接返回相应的value，也就是PRESENT，PRESENT不等于null，return的也就是false了，表示HashSet插入失败。如果我们这里使用null为map.put的参数呢？直接返回相应的value，也就是null，这时候null==null是true。竟然返回了true。很明显就是错误的返回结果呀。

这其实也是去重复的原理。对于删除方法其实也是一样的。

2、构造函数

public HashSet() {
    map = new HashMap<E,Object>();
}
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
    map = new HashMap<E,Object>(Math. max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
    addAll(c);
}
public HashSet( int initialCapacity, float loadFactor) {
    map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);
}
public HashSet( int initialCapacity) {
    map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity);
}
HashSet( int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
    map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);
}

HashSet提供的构造方法很多，有5个，在这里我想说明的是每一种构造方法，其实都是创建的HashMap。这也证明了我们文章开头提到的内部基于HashMap。

3、其他方法

增删方法我们已经提到了，在这里我们主要看一下其他方法。

//底层利用的还是HashMap
public boolean contains(Object o) {
    return map .containsKey(o);
}
//检查是否包含指定集合中所有元素
public boolean containsAll(Collection<?> c) {
    Iterator<?> e = c.iterator();
    //只要集合c中有一个元素不属于HashSet，返回false
    while (e.hasNext())
        if (!contains(e.next()))
            return false;
    return true;
}

上面的方法还包含了遍历元素的方式。

HashSet就是这么简单，源码里面几乎所有的方法都是HashMap实现的。