深入Java集合學習系列:HashSet的實現原理
阿新 • • 發佈:2019-01-23
1. HashSet概述:
HashSet實現Set介面,由雜湊表(實際上是一個HashMap例項)支援。它不保證set 的迭代順序;特別是它不保證該順序恆久不變。此類允許使用null元素。
2. HashSet的實現:
對於HashSet而言,它是基於HashMap實現的,HashSet底層使用HashMap來儲存所有元素,因此HashSet 的實現比較簡單,相關HashSet的操作,基本上都是直接呼叫底層HashMap的相關方法來完成, HashSet的原始碼如下:
Java程式碼- public class HashSet<E>
- extends AbstractSet<E>
- implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
- {
- static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;
- // 底層使用HashMap來儲存HashSet中所有元素。
- private transient HashMap<E,Object> map;
- // 定義一個虛擬的Object物件作為HashMap的value,將此物件定義為static final。
- private static final Object PRESENT = new
- /**
- * 預設的無參構造器,構造一個空的HashSet。
- *
- * 實際底層會初始化一個空的HashMap,並使用預設初始容量為16和載入因子0.75。
- */
- public HashSet() {
- map = new HashMap<E,Object>();
- }
- /**
- * 構造一個包含指定collection中的元素的新set。
- *
- * 實際底層使用預設的載入因子0.75和足以包含指定
- * collection中所有元素的初始容量來建立一個HashMap。
- * @param c 其中的元素將存放在此set中的collection。
- */
- public HashSet(Collection<? extends E> c) {
- map = new HashMap<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
- addAll(c);
- }
- /**
- * 以指定的initialCapacity和loadFactor構造一個空的HashSet。
- *
- * 實際底層以相應的引數構造一個空的HashMap。
- * @param initialCapacity 初始容量。
- * @param loadFactor 載入因子。
- */
- public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
- map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);
- }
- /**
- * 以指定的initialCapacity構造一個空的HashSet。
- *
- * 實際底層以相應的引數及載入因子loadFactor為0.75構造一個空的HashMap。
- * @param initialCapacity 初始容量。
- */
- public HashSet(int initialCapacity) {
- map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity);
- }
- /**
- * 以指定的initialCapacity和loadFactor構造一個新的空連結雜湊集合。
- * 此建構函式為包訪問許可權,不對外公開,實際只是是對LinkedHashSet的支援。
- *
- * 實際底層會以指定的引數構造一個空LinkedHashMap例項來實現。
- * @param initialCapacity 初始容量。
- * @param loadFactor 載入因子。
- * @param dummy 標記。
- */
- HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
- map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);
- }
- /**
- * 返回對此set中元素進行迭代的迭代器。返回元素的順序並不是特定的。
- *
- * 底層實際呼叫底層HashMap的keySet來返回所有的key。
- * 可見HashSet中的元素,只是存放在了底層HashMap的key上,
- * value使用一個static final的Object物件標識。
- * @return 對此set中元素進行迭代的Iterator。
- */
- public Iterator<E> iterator() {
- return map.keySet().iterator();
- }
- /**
- * 返回此set中的元素的數量(set的容量)。
- *
- * 底層實際呼叫HashMap的size()方法返回Entry的數量,就得到該Set中元素的個數。
- * @return 此set中的元素的數量(set的容量)。
- */
- public int size() {
- return map.size();
- }
- /**
- * 如果此set不包含任何元素,則返回true。
- *
- * 底層實際呼叫HashMap的isEmpty()判斷該HashSet是否為空。
- * @return 如果此set不包含任何元素,則返回true。
- */
- public boolean isEmpty() {
- return map.isEmpty();
- }
- /**
- * 如果此set包含指定元素,則返回true。
- * 更確切地講,當且僅當此set包含一個滿足(o==null ? e==null : o.equals(e))
- * 的e元素時,返回true。
- *
- * 底層實際呼叫HashMap的containsKey判斷是否包含指定key。
- * @param o 在此set中的存在已得到測試的元素。
- * @return 如果此set包含指定元素,則返回true。
- */
- public boolean contains(Object o) {
- return map.containsKey(o);
- }
- /**
- * 如果此set中尚未包含指定元素,則新增指定元素。
- * 更確切地講,如果此 set 沒有包含滿足(e==null ? e2==null : e.equals(e2))
- * 的元素e2,則向此set 新增指定的元素e。
- * 如果此set已包含該元素,則該呼叫不更改set並返回false。
- *
- * 底層實際將將該元素作為key放入HashMap。
- * 由於HashMap的put()方法新增key-value對時,當新放入HashMap的Entry中key
- * 與集合中原有Entry的key相同(hashCode()返回值相等,通過equals比較也返回true),
- * 新新增的Entry的value會將覆蓋原來Entry的value,但key不會有任何改變,
- * 因此如果向HashSet中新增一個已經存在的元素時,新新增的集合元素將不會被放入HashMap中,
- * 原來的元素也不會有任何改變,這也就滿足了Set中元素不重複的特性。
- * @param e 將新增到此set中的元素。
- * @return 如果此set尚未包含指定元素,則返回true。
- */
- public boolean add(E e) {
- return map.put(e, PRESENT)==null;
- }
- /**
- * 如果指定元素存在於此set中,則將其移除。
- * 更確切地講,如果此set包含一個滿足(o==null ? e==null : o.equals(e))的元素e,
- * 則將其移除。如果此set已包含該元素,則返回true
- * (或者:如果此set因呼叫而發生更改,則返回true)。(一旦呼叫返回,則此set不再包含該元素)。
- *
- * 底層實際呼叫HashMap的remove方法刪除指定Entry。
- * @param o 如果存在於此set中則需要將其移除的物件。
- * @return 如果set包含指定元素,則返回true。
- */
- public boolean remove(Object o) {
- return map.remove(o)==PRESENT;
- }
- /**
- * 從此set中移除所有元素。此呼叫返回後,該set將為空。
- *
- * 底層實際呼叫HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。
- */
- public void clear() {
- map.clear();
- }
- /**
- * 返回此HashSet例項的淺表副本:並沒有複製這些元素本身。
- *
- * 底層實際呼叫HashMap的clone()方法,獲取HashMap的淺表副本,並設定到HashSet中。
- */
- public Object clone() {
- try {
- HashSet<E> newSet = (HashSet<E>) super.clone();
- newSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone();
- return newSet;
- } catch (CloneNotSupportedException e) {
- throw new InternalError();
- }
- }
- }
3. 相關說明:
2) 對於HashSet中儲存的物件,請注意正確重寫其equals和hashCode方法,以保證放入的物件的唯一性。