深入理解HashSet

说明

本文基于JDK1.7对HashSet进行总结。通过阅读源码，对HashSet的底层实现原理，特点等进行理解和掌握。众所周知，HashSet的底层就是一个HashMap。HashMap存储的是一个 < key,value >的Entry对象，那么Hashset集合的元素在HashMap中如何存储？

正文

HashSet的特点

HashSet不允许有重复元素且无序，允许有空值null，非线程安全。它具有HashMap的特点。

public class HashSet<E>    extends AbstractSet<E>    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable

HashSet继承自AbstractSet，实现了Set, Cloneable, java.io.Serializable接口

HashSet的成员变量

static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;private transient HashMap<E,Object> map; //底层是HashMap，保存所有元素private static final Object PRESENT = new Object(); //定义一个Object对象作为HashMap中的value值

HashSet的构造函数

//无参构造函数public HashSet() {        map = new HashMap<>();//创建一个HashMap    }//指定集合为参数的构造函数public HashSet(Collection<? extends E> c) {        map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));        addAll(c);//指定初始容量和加载因子的构造函数public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {        map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);    }//指定初始容量的构造函数public HashSet(int initialCapacity) {        map = new HashMap<>(initialCapacity);    }//注意：此方法的访问权限为默认权限，只能包内访问。//此方法只有在使用LinkedHashSet时才会被调用，通过指定初始容量和加载因子，生成一个LinkedHashMapHashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {        map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);    }

HashSet的成员方法

iterator()方法
此方法返回map中key的set集合的迭代器，通过此方法可以看出，HashSet的元素是存储在HashMap的key中，value则是使用Object对象PRESENT

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

size()方法
返回set中的元素数量，底层调用的是HashMap的size()方法，返回包含key-value键值对的数量

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

isEmpty()方法
判断集合是否为空

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

contains(Object o)方法
此方法判断集合中是否包含指定元素。只有在满足（o==null ? e==null : o.equals(e)）条件时，才会返回true。底层调用的是HashMap的containsKey(Object key)方法，判断是否包含指定的键

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

add(E e)方法

此方法往HashSet集合中添加一个元素，底层调用的是HashMap的pu()t方法,这里可以看出，set集合的元素存储在key中，value是定义的Object对象。

在只有set集合中不存在符合（e==null ? e2==null : e.equals(e2)）条件的元素时，才会添加，否则不添加返回false。在HashMap中添加已经存在key的元素时，会替换value的值，但在HashSet中存在就不会添加，这样保证了元素的不可重复性

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

remove(Object o)方法

从set集合中删除一个元素，调用的是map的remove()方法

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

clear()方法
底层调用map的clear方法移除所有Entry，将set清空

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

clone()方法
此方法产生了set集合的一个副本，是浅复制（没有对存储的每个元素进行赋值）

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();        }    }