《Java源码分析》：HashSet

说明：我们都知道HashSet集合是不允许重复元素的，因此这个类的利用什么来保证这个集合里面不会有重复的元素呢？结论是：HashSet是借助于HashMap的key不允许重复这个特性来实现的。想想这个思想确实比较奇妙，是吧，HashMap是操作键值对，而HashSet是操作HashMap的key完成相关操作，或者这么说，HashSet全部的操作是借助于HashMap经过某种封装得到的

下面来开始具体的分析，其实，如果我们了解HashMap的内部实现，HashSet的内部实现就相当的容易理解。

1、HashSet的继承结构

    public class HashSet<E>        extends AbstractSet<E>        implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
1
2
3

HashSet继承了AbstractSet抽象类，也实现了Set、Cloneable和Serializable接口。

或许你可能有这样的疑惑：AbstractSet实现了Set接口，HashSet既要继承AbstractSet还需要实现Set接口呢？？

如果你看过HashMap的源码，HashMap的继承结构和HashSet类似，，为了方便比较，还是贴一下：

    public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>        implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable 
1
2
3

在HashMap我们已经探讨了为什么AbstractMap实现了Map接口，HashMap又继承AbstractMap还要实现Map接口呢？？

这个问题在HashMap源码分析中已经有了答案，因此，HashSet的继承结构为什么如此，我想原因应该是一样的，HashSet之所以还实现Set接口，在功能上没有任何作用，仅仅只是使结构体系更加清晰完整。

2、HashSet的属性和构造函数

从下面可以看出，HashSet有一个HashMap的引用，且有一个常量。

HashSet的构造函数，都是创建一个map实例对象。HashSet对象的默认大小与HashMap默认大小一样，是16，且大小只能是2的幂次方。

    private transient HashMap<E,Object> map;    // Dummy value to associate with an Object in the backing Map    private static final Object PRESENT = new Object();    /**     * Constructs a new, empty set; the backing <tt>HashMap</tt> instance has     * default initial capacity (16) and load factor (0.75).     */    public HashSet() {        map = new HashMap<>();    }    public HashSet(Collection<? extends E> c) {        map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));        addAll(c);    }    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {        map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);    }    public HashSet(int initialCapacity) {        map = new HashMap<>(initialCapacity);    }    /**     * Constructs a new, empty linked hash set.  (This package private     * constructor is only used by LinkedHashSet.) The backing     * HashMap instance is a LinkedHashMap with the specified initial     * capacity and the specified load factor.     *     */    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {        map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);    }
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37

3、HashSet中常见的一些方法

3.1、 add(E e)

源码如下：

    public boolean add(E e) {        return map.put(e, PRESENT)==null;    }
1
2
3
4

看到这个源码是不是很爽，太简单了哈，就是将要添加的元素作为map的key，常量PRESENT作为value保存在HashMap对象中即可。有一点需要我们注意的是：这个add方法有返回值，返回值有map的put方法决定，当map调用put(key,value)方法时，如果存在key后，则map的put方法会返回此key对应的oldValue。此时add就会返回false

3.2、 iterator()

HashSet并没有提供类似于get的方法，只提供的获取访问元素的迭代器对象。iterator方法也是委托给了map，获取map的key集合的迭代器。

    public Iterator<E> iterator() {        return map.keySet().iterator();    }
1
2
3
4

3.3、 其它的方法

其它方法的源码如下，全部都是委托给HashMap来实现的，是不是很简单哈，这里就不再过多的进行分析。

    public int size() {        return map.size();    }    public boolean isEmpty() {        return map.isEmpty();    }    public boolean contains(Object o) {        return map.containsKey(o);    }    public boolean add(E e) {        return map.put(e, PRESENT)==null;    }    public boolean remove(Object o) {        return map.remove(o)==PRESENT;    }    public void clear() {        map.clear();    }
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27

小结

确实比较简单哈，关于HashSet的内部实现我们只需要记住一点：是基于HashMap来实现的，即所有方法都是委托给HashMap对象来实现的;在使用方面，也只需要记住一点：所有Set集合对象存储的元素是不允许重复的哈