Java集合之HashSet源码分析

阅读目录

• 一、HashSet简介
• 二、HashSet源码分析
• 三、HashSet的应用示例代码

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一、HashSet简介

　　HashSet是Set接口典型实现，它按照Hash算法来存储集合中的元素，具有很好的存取和查找性能。主要具有以下特点：

• 不保证set的迭代顺序
• HashSet不是同步的，如果多个线程同时访问一个HashSet，要通过代码来保证其同步
• 集合元素值可以是null

　　当向HashSet集合中存入一个元素时，HashSet会调用该对象的hashCode()方法来得到该对象的hashCode值，然后根据该值确定对象在HashSet中的存储位置。在Hash集合中，不能同时存放两个相等的元素，而判断两个元素相等的标准是两个对象通过equals方法比较相等并且两个对象的HashCode方法返回值也相等。

　　下面的例子说明了上述特性：

public class Person{    String name;    int age;        public Person(String name,int age)    {        this.name=name;        this.age=age;    }        public String getName()    {        return name;    }    public void setName(String name)    {        this.name = name;    }    public int getAge()    {        return age;    }    public void setAge(int age)    {        this.age = age;    }    //当对象的名字和姓名相同即返回true    public boolean equals(Object obj)    {        if(obj==null)            return false;        if((this.name.equals(((Person)obj).name) && this.age==((Person)obj).age))                return true;        else            return false;    }    }

　　此时添加两个name和age均相同的Person对象实例到HashSet中：

public class HashSetDemo{    public static void main(String[] args)    {        HashSet<Person> hs = new HashSet<>();                Person p1=new Person("xujian", 23);        Person p2=new Person("xujian", 23);        hs.add(p1);        hs.add(p2);        for(Person p:hs)        {            System.out.println(p.name+"---"+p.age);        }    }}

　　

　　可见，HashSet中存放了两个name和age均相同的Person对象。

　　接下来我们重写一下Person类的hashCode方法，使其返回相同的HashCode。

public class Person{    String name;    int age;        public Person(String name,int age)    {        this.name=name;        this.age=age;    }    public String getName()    {        return name;    }    public void setName(String name)    {        this.name = name;    }    public int getAge()    {        return age;    }    public void setAge(int age)    {        this.age = age;    }    public int hashCode()    {        // TODO 自动生成的方法存根        return 1;    }    //当对象的名字和姓名相同即返回true    public boolean equals(Object obj)    {        if(obj==null)            return false;        if((this.name.equals(((Person)obj).name) && this.age== ((Person)obj).age))                return true;        else            return false;    }    }

　　再次执行向HashSet添加元素操作，会发现此时HashSet只保存了一个。

　　

　　HashSet中每一能存储元素的槽位通常称为“桶”，如果有多个元素的hashCode相同，但是通过equals方法比较返回false，就需要在一个桶上存放多个元素。

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二、HashSet源码分析

　　1、构造函数

　　HashSet的底层实际上是由HashMap实现的。其四个构造函数分别对应相应的HashMap。

  //构造一个新的，空的HashSet,其底层 HashMap实例的默认初始容量是 16，加载因子是 0.75    public HashSet()     {        map = new HashMap<>();    }    //构造一个包含指定 collection 中的元素的新 set    public HashSet(Collection<? extends E> c)     {        map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));        addAll(c);    }   //构造一个新的空 set，其底层 HashMap 实例具有指定的初始容量和指定的加载因子    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {        map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);    }    //构造一个新的空 set，其底层 HashMap 实例具有指定的初始容量和默认的加载因子0.75    public HashSet(int initialCapacity)    {        map = new HashMap<>(initialCapacity);    }

　　2、HashSet常用方法

　　boolean add(E e): 如果此 set 中尚未包含指定元素，则添加指定元素

public boolean add(E e)     {        //调用map的put方法，其中value值为静态的Object对象        return map.put(e, PRESENT)==null;    }

　　void clear():从此 set 中移除所有元素

 public void clear()     {        map.clear();    }

　　Object clone():返回此 HashSet 实例的浅表副本

 public Object clone()    {        try         {            //调用父类的clone方法            HashSet<E> newSet = (HashSet<E>) super.clone();            newSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone();            return newSet;        }         catch (CloneNotSupportedException e)        {            throw new InternalError(e);        }    }

　　boolean contains(Object o):如果此 set 包含指定元素，则返回 true

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

　　boolean isEmpty():如果此 set 不包含任何元素，则返回 true

public boolean isEmpty()     {        return map.isEmpty();    }

　　Iterator<E> iterator():返回对此 set 中元素进行迭代的迭代器

 public Iterator<E> iterator()    {        return map.keySet().iterator();    }

　　boolean remove(Object o):如果指定元素存在于此 set 中，则将其移除

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

　　int size():返回此 set 中的元素的数量

    public int size()     {        return map.size();    }

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三、HashSet的应用示例代码

public class HashSetDemo{    public static void main(String[] args)    {        HashSet<String> hs1 = new HashSet<>();   //无参构造函数新建一个默认大小为16，装载因子为0.75的HashSet        System.out.println("调用add函数");        hs1.add("Hello");        hs1.add("World");        hs1.add("nihao");                HashSet<String> hs2 = new HashSet<>(hs1); //构造一个包含hs1中元素的HashSet                System.out.println("调用remove函数");        hs1.remove("Hello");        for(String str:hs1)            System.out.println(str);            System.out.println("调用clone函数");        HashSet<String> hs3=(HashSet<String>) hs2.clone();        for(String str:hs3)            System.out.println(str);                System.out.println("利用迭代器遍历HashSet中元素");        Iterator<String> it=hs2.iterator();        while(it.hasNext())        {            System.out.println(it.next());        }                System.out.println("调用size函数");                System.out.print(hs2.size());    }}

　　执行结果如图：