从零开始的Java容器学习（九）：Set系列

前言

前面学了List，Map，现在来学Set。在存储元素时，List允许重复，如果不允许重复时就要使用Set了，在jdk中提供的Set实现是利用Map中Key不可重复，将Set的value作为Map的Key来存储实现的。那么既然底层是Map，key有了那value存什么呢？且看下文分析

Set系列容器的简要介绍

HashSet继承自AbstractSet，实现了Cloneable、Set、Serializable接口，LinkedHashSet继承自HashSet，同样实现了父类实现的接口。

TreeSet继承自AbstractSet，实现了NavigableSet、Serializable、Cloneable接口。

从源码分析

成员变量

//HashSet
private transient HashMap<E,Object> map;
private static final Object PRESENT = new Object();

//TreeSet
private transient NavigableMap<E,Object> m;
private static final Object PRESENT = new Object();
//PRESENT:Dummy value to associate with an Object in the backing Map
//即一个用来和底层Map关联的Object哑值

构造方法

//HashSet
public HashSet() {
    map = new HashMap<>();
}
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
    map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
    addAll(c);
}
//LinkedHashSet
public LinkedHashSet() {
        super(16, .75f, true);
    }
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
    map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
//TreeSet
public TreeSet() {
        this(new TreeMap<E,Object>());
    }
public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {//比较器
        this(new TreeMap<>(comparator));
    }
public TreeSet(Collection<? extends E> c) {
    this();
    addAll(c);
}
public TreeSet(SortedSet<E> s) {
    this(s.comparator());
    addAll(s);
}

添加

public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }
//Set的add都是调用底层Map的put，key用来存e，value是个哑值

删除

public boolean remove(Object o) {
        return map.remove(o)==PRESENT;
    }
//remove也是直接调用map的remove

查询

//TreeSet
public E first() { return m.firstKey(); }//获取第一个元素
public E last() { return m.lastKey(); }//获取最后一个元素
//还有lower、floor、ceiling、higher等方法来获取TreeSet内的元素

遍历

//HaseSet
public Iterator<E> iterator() {
        return map.keySet().iterator();
    }
//TreeSet
public Iterator<E> iterator() {
        return m.navigableKeySet().iterator();
    }
//获取子集，默认是含头不含尾，如果是没有两个boolean的重载方法
public NavigableSet<E> subSet(E fromElement, boolean fromInclusive,
                              E toElement,   boolean toInclusive) {
    return new TreeSet<>(m.subMap(fromElement, fromInclusive,
                                   toElement,   toInclusive));
}

总结

这次学了HashSet、LinkedHashSet、TreeSet，经过源码的阅读可以解决一开始提出的问题，value实际是个哑值，一个用来和底层Map关联的Object哑值。下面简单区分下它们：

HashSet：无序，允许null，底层是HashMap（数组+链表、红黑树），非线程安全。

LinkedHashSet：迭代有序，允许null，底层是HashMap+双向链表，非线程安全。

TreeSet：有序，不允许null，底层是TreeMap（红黑树），非线程安全。