Java基础——HashSet详解

一、概述

HashSet是Java集合Set的一个实现类，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 ，并且，HashSet不是线程安全的。

二、基础属性和方法

基础属性

public class HashSet<E>
    extends AbstractSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable{
    //使用 HashMap 的 key 保存 HashSet 中所有元素  
    private transient HashMap<E,Object> map;
    // 定义一个静态的 Object 对象作为 HashMap 的 value  
    private static final Object PRESENT = new Object();
    

构造方法

// 内部初始化HashMap
public HashSet() {
    map = new HashMap<>();
}
//将一个集合添加到HashMap中
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
    map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
    addAll(c);
}
// 初始化一个HashMap，指定容量和加载因子
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
    map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
// 初始化一个HashMap，指定容量
public HashSet(int initialCapacity) {
    map = new HashMap<>(initialCapacity);
}

由HashSet的基础属性和构造方法可以看出，HashSet本质还是在内部维护一个HashMap对象，将所有的数据都交给HashMap进行处理

三、重要方法

add(E e)

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

将指定元素存入HashSet，内部实现就是将指定元素作为key，用常量对象PRESENT作为value存入HashMap

remove(Object o)

public boolean remove(Object o) {
    return map.remove(o)==PRESENT;
}

从集合中删除指定的元素,如果集合包含指定的元素，则返回true。同样调用的HashMap的remove方法

contains(Object o)

public boolean contains(Object o) {
    return map.containsKey(o);
}

contains方法的目的是检查给定HashSet中是否存在元素。如果找到该元素，则返回true，否则返回false。每当将对象传递给此方法时，都会计算哈希值。然后，解析并遍历相应的存储块位置。

clear() clear() 用于清空HashSet中的数据，底层是采用HashMap的clar()方法，原理是便利HashMap中的桶数组，将桶中的每个位置置null

public void clear() {
    map.clear();
}
public void clear() {
    Node<K,V>[] tab;
    modCount++;
    if ((tab = table) != null && size > 0) {
        size = 0;
        for (int i = 0; i < tab.length; ++i)
            tab[i] = null;
    }
}

iterator() 遍历HashSet(),在内部是遍历的HashMap的keySet

四、HashSet总结

总的来说，HashSet只是在HashMap的基础上包装了一层，基本都使用的HashMap的方法。总结一下HashSet的特点吧：

• 无序的
• 不允许元素重复
• 最多只有一个null值
• 不是同步的，不安全

五、扩展LinkedHashSet和TreeSet

public class LinkedHashSet<E>
    extends HashSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable {
    
 	public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        super(initialCapacity, loadFactor, true);
    }

    public LinkedHashSet(int initialCapacity) {
        super(initialCapacity, .75f, true);
    }

    public LinkedHashSet() {
        super(16, .75f, true);
    }

    public LinkedHashSet(Collection<? extends E> c) {
        super(Math.max(2*c.size(), 11), .75f, true);
        addAll(c);
    }

    public Spliterator<E> spliterator() {
        return Spliterators.spliterator(this, Spliterator.DISTINCT | Spliterator.ORDERED);
    }
}

LinkedHashSet是HashSet的子类，通过源码发现，它竟然也是一个空壳，构造方法都调用HashSet的一个default构造方法 通过HashSet的这个default构造方法可知，LinkedHashSet也是对LinkedHashMap包装了一层。。。

HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
    map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}

而TreeSet也是基于TreeMap实现的，就不在这里专门讲了。