死磕Java之聊聊HashSet源码(基于JDK1.8)

java

HashSet的UML图

HashSet的成员变量及其含义

public class HashSet<E>

extends AbstractSet<E>

implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable

{

static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;

// 底层使用HashMap来保存HashSet中所有元素。

private transient HashMap<E,Object> map;

// 定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value,将此对象定义为static final。

private static final Object PRESENT = new Object();

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/**

* 默认的无参构造器,构造一个空的HashSet。

*

* 实际底层会初始化一个空的HashMap,并使用默认初始容量为16和加载因子0.75。

*/

public HashSet() {

map = new HashMap<E,Object>();

}

/**

* 构造一个包含指定collection中的元素的新set。

*

* 实际底层使用默认的加载因子0.75和足以包含指定

* collection中所有元素的初始容量来创建一个HashMap。

* @param c 其中的元素将存放在此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构造一个空的HashSet。

*

* 实际底层以相应的参数构造一个空的HashMap。

* @param initialCapacity 初始容量。

* @param loadFactor 加载因子。

*/

public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {

map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);

}

/**

* 以指定的initialCapacity构造一个空的HashSet。

*

* 实际底层以相应的参数及加载因子loadFactor为0.75构造一个空的HashMap。

* @param initialCapacity 初始容量。

*/

public HashSet(int initialCapacity) {

map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity);

}

/**

* 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个新的空链接哈希集合。

* 此构造函数为包访问权限,不对外公开,实际只是是对LinkedHashSet的支持。

*

* 实际底层会以指定的参数构造一个空LinkedHashMap实例来实现。

* @param initialCapacity 初始容量。

* @param loadFactor 加载因子。

* @param dummy 标记。

*/

HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {

map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);

}

}

聊聊HashSet的主要方法实现

/**

* 返回对此set中元素进行迭代的迭代器。返回元素的顺序并不是特定的。

*

* 底层实际调用底层HashMap的keySet来返回所有的key。

* 可见HashSet中的元素,只是存放在了底层HashMap的key上,

* value使用一个static final的Object对象标识。

* @return 对此set中元素进行迭代的Iterator。

*/

public Iterator<E> iterator() {

return map.keySet().iterator();

}

/**

* 返回此set中的元素的数量(set的容量)。

*

* 底层实际调用HashMap的size()方法返回Entry的数量,就得到该Set中元素的个数。

* @return 此set中的元素的数量(set的容量)。

*/

public int size() {

return map.size();

}

/**

* 如果此set不包含任何元素,则返回true。

*

* 底层实际调用HashMap的isEmpty()判断该HashSet是否为空。

* @return 如果此set不包含任何元素,则返回true。

*/

public boolean isEmpty() {

return map.isEmpty();

}

/**

* 如果此set包含指定元素,则返回true。

* 更确切地讲,当且仅当此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))

* 的e元素时,返回true。

*

* 底层实际调用HashMap的containsKey判断是否包含指定key。

* @param o 在此set中的存在已得到测试的元素。

* @return 如果此set包含指定元素,则返回true。

*/

public boolean contains(Object o) {

return map.containsKey(o);

}

/**

* 如果此set中尚未包含指定元素,则添加指定元素。

* 更确切地讲,如果此 set 没有包含满足(e==null ? e2==null : e.equals(e2))

* 的元素e2,则向此set 添加指定的元素e。

* 如果此set已包含该元素,则该调用不更改set并返回false。

*

* 底层实际将将该元素作为key放入HashMap。

* 由于HashMap的put()方法添加key-value对时,当新放入HashMap的Entry中key

* 与集合中原有Entry的key相同(hashCode()返回值相等,通过equals比较也返回true),

* 新添加的Entry的value会将覆盖原来Entry的value,但key不会有任何改变,

* 因此如果向HashSet中添加一个已经存在的元素时,新添加的集合元素将不会被放入HashMap中,

* 原来的元素也不会有任何改变,这也就满足了Set中元素不重复的特性。

* @param e 将添加到此set中的元素。

* @return 如果此set尚未包含指定元素,则返回true。

*/

public boolean add(E e) {

return map.put(e, PRESENT)==null;

}

/**

* 如果指定元素存在于此set中,则将其移除。

* 更确切地讲,如果此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))的元素e,

* 则将其移除。如果此set已包含该元素,则返回true

* (或者:如果此set因调用而发生更改,则返回true)。(一旦调用返回,则此set不再包含该元素)。

*

* 底层实际调用HashMap的remove方法删除指定Entry。

* @param o 如果存在于此set中则需要将其移除的对象。

* @return 如果set包含指定元素,则返回true。

*/

public boolean remove(Object o) {

return map.remove(o)==PRESENT;

}

/**

* 从此set中移除所有元素。此调用返回后,该set将为空。

*

* 底层实际调用HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。

*/

public void clear() {

map.clear();

}

/**

* 返回此HashSet实例的浅表副本:并没有复制这些元素本身。

*

* 底层实际调用HashMap的clone()方法,获取HashMap的浅表副本,并设置到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();

}

}

聊聊HashSet与HashMap的关系

从上面的源码可以看出来,HashSet与HashMap的关系不可谓不密切,以至于不敢相信上面的UML是对的。因此,对于HashSet而言,它是基于HashMap实现的,HashSet底层使用HashMap来保存所有元素,因此HashSet源码的实现比较简单,相关HashSet的操作,都是直接调用底层HashMap的相关方法来完成

小结

  1. 从源码来看,HashSet无非是一个阉割版的HashMap,所以要想明白HashSet的实现原理,HashMap源码坑还是要跳的
  2. 对于HashSet中保存的对象,请注意正确重写其equals和hashCode方法,以保证放入的对象的唯一性。
  3. Set是利用底层的Map对于重复的key不放入的特性来保证元素的不重复的
  4. HashSet没有提供get()方法,原因是同HashMap一样,Set内部是无序的,只能通过迭代的方式获得

参考文章

  • HashSet源码分析(基于JDK8)
  • 深入Java集合学习系列:HashSet的实现原理
  • 死磕Java之聊聊ThreadLocal源码(基于JDK1.8)

以上是 死磕Java之聊聊HashSet源码(基于JDK1.8) 的全部内容, 来源链接: utcz.com/z/394114.html

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