首先是有一個悲傷的故事

講道理，這是面試時遇到的第一個卡殼以至於轉移面試官注意力的地方（……），還好之前有被人指點一下加確實已經仔細研究過HashMap，才不至於無法補救

其次我TM驚呆了

本想著回來以後好好看看HashSet的底層實現，結果開啟原始碼一看的我驚呆了 

wocao怎麼這麼刺眼呢？你是set啊，你是Collection的子類啊，你叔叔才是Map啊， 
 
你這樣我心好痛啊 
 
冷靜下來我仔細一想，Set不能有重複的元素，HashMap不允許有重複的鍵，又是一口老血，當時也沒想到也沒敢去這麼想

轉一下dalao的部落格

於是接著去看網上的dalao的部落格，發現了這一篇私自轉載dalao博文侵刪

HashSet概述和實現

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。 
在HashSet中，元素都存到HashMap鍵值對的Key上面，而Value時有一個統一的值private static final Object PRESENT = new Object();，(定義一個虛擬的Object物件作為HashMap的value，將此物件定義為static final。)

HashSet插入

當有新值加入時，底層的HashMap會判斷Key值是否存在（HashMap細節請移步深入理解HashMap），如果不存在，則插入新值，同時這個插入的細節會依照HashMap插入細節；如果存在就不插入

刪除

同HashMap刪除原理

原始碼分析

盜（xue）用（xi）一下dalao 的分析程式碼，侵權請告之，立馬刪除

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 Object();  

    /** 
     * 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();  
        }  
    }  
}  

注意

• 說白了，HashSet就是限制了功能的HashMap，所以瞭解HashMap的實現原理，這個HashSet自然就通
• 對於HashSet中儲存的物件，主要要正確重寫equals方法和hashCode方法，以保證放入Set物件的唯一性
• 雖說是Set是對於重複的元素不放入，倒不如直接說是底層的Map直接把原值替代了（這個Set的put方法的返回值真有意思）
• HashSet沒有提供get()方法，願意是同HashMap一樣，Set內部是無序的，只能通過迭代的方式獲得

說起來你可能不信

本來是打算分開寫集合框架的底層分析的，直到我發現，LinkedHashSet是繼承自HashSet，底層實現是LinkedHashMap。並且其初始化時直接super(......)，瞬間我就覺得，Set寫在一起得了

LinkedHashSet

同HashSet相比並沒有實現新的功能（新的方法），只不過把HashSet中預留的構造方法啟用了，因而可以實現有序插入，而這個具體的實現要去看LinkedHashMap了，我們使用時是不需要再可以去設定引數的，直接拿來用即可。

    /**
     * The iteration ordering method for this linked hash map: <tt>true</tt>
     * for access-order, <tt>false</tt> for insertion-order.
     *
     * @serial
     */
    final boolean accessOrder;

查看了LinkedHashMap的構造方法後，發現其因為繼承自HashMap，所以其底層實現也是HashMap!!!（呵呵，我已經發現了……怪不得還是得主要研究HashMap啊），然後發現了LinkedHashMap呼叫父類構造方法初始化時，還順便設定了變數accessOrder = false，看上面得原始碼可以知道，這是給了迭代器一個引數，false代表迭代時使用插入得順序（追根溯源了，真爽）

偶然發現

檢視原始碼時，我發現了一個奇怪的重寫的方法：public Spliterator<E> spliterator()，查了查資料發現叫做可分割迭代器，這個介面是為了並行遍歷資料來源中的元素而設計的迭代器，為了更好的發揮多核CPU的能力。 
其實這樣我想起了要去關注一下集合框架中的併發安全了。

TreeSet

根據Set的這個尿性，我先猜測一波，TreeSet的底層實現是TreeMap（而且我在猜TreeMap的底層實現藉助了HashMap）。一看原始碼，哎呦我去，還真是（呵呵，到底誰才是你爹…..心疼一波Collection,Map又不繼承Collection介面）

    public TreeSet() {
        this(new TreeMap<E,Object>());
    }

• 1
• 2
• 3

TreeSet特點與實現機制

TreeSet中存放的元素是有序的（不是插入時的順序，是有按關鍵字大小排序的），且元素不能重複。 
而如何實現有序儲存，就需要有一個比較器，其實說起來，TreeSet更受關注的是不重複且有序，這個有序就需要有一個compare的過程，因此會需要引數實現Comparable介面。

    /**
     * Constructs a new, empty tree set, sorted according to the specified
     * comparator.  All elements inserted into the set must be <i>mutually
     * comparable</i> by the specified comparator: {@code comparator.compare(e1,
     * e2)} must not throw a {@code ClassCastException} for any elements
     * {@code e1} and {@code e2} in the set.  If the user attempts to add
     * an element to the set that violates this constraint, the
     * {@code add} call will throw a {@code ClassCastException}.
     *
     * @param comparator the comparator that will be used to order this set.
     *        If {@code null}, the {@linkplain Comparable natural
     *        ordering} of the elements will be used.
     */
    public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
        this(new TreeMap<>(comparator));
    }

所以說

所以說使用Set需要注意的還是根據自己的需求選取正確的儲存結構即可，而因為並沒有get()方法給你使用，所以還是要用迭代器來獲取想要的元素，然後本次Set深入分析到此結束，我要去再開一坑研究TreeMap了（滑稽）

小總結

經歷這麼一次滑稽的經歷，看來真的有必要把幾個常用的集合框架的底層實現都看一遍，以免再次搞出這樣的尷尬（手動滑稽） 
其實深入到這個程度我覺得常用的集合除了List的家族還有Queue，其實都可以規約為深入理解HashMap，來，就是這個節奏。走起。