HashSet源码分析

来源：互联网发布：设计淘宝店要多少钱编辑：程序博客网时间：2024/05/20 08:22

转自;

HashSet 是一个没有重复元素的集合。
它是由HashMap实现的，不保证元素的顺序，而且HashSet允许使用 null 元素。
HashSet是非同步的。如果多个线程同时访问一个哈希 set，而其中至少一个线程修改了该 set，那么它必须保持外部同步。这通常是通过对自然封装该 set 的对象执行同步操作来完成的。如果不存在这样的对象，则应该使用 Collections.synchronizedSet 方法来“包装” set。最好在创建时完成这一操作，以防止对该 set 进行意外的不同步访问：

Set s = Collections.synchronizedSet(new HashSet(...));

HashSet通过iterator()返回的迭代器是fail-fast的。

public class HashSet<E>  
    extends AbstractSet<E>  
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable  
{  
    static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;  
 
    // HashSet是通过map(HashMap对象)保存内容的  
    private transient HashMap<E,Object> map;  
 
    // PRESENT是向map中插入key-value对应的value  
    // 因为HashSet中只需要用到key，而HashMap是key-value键值对；  
    // 所以，向map中添加键值对时，键值对的值固定是PRESENT  
    private static final Object PRESENT = new Object();  
 
    // 默认构造函数  
    public HashSet() {  
        // 调用HashMap的默认构造函数，创建map  
        map = new HashMap<E,Object>();  
    }  
 
    // 带集合的构造函数  
    public HashSet(Collection<? extends E> c) {  
        // 创建map。  
        // 为什么要调用Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16)，从 (c.size()/.75f) + 1 和 16 中选择一个比较大的树呢？          
        // 首先，说明(c.size()/.75f) + 1  
        //   因为从HashMap的效率(时间成本和空间成本)考虑，HashMap的加载因子是0.75。  
        //   当HashMap的“阈值”(阈值=HashMap总的大小*加载因子) < “HashMap实际大小”时，  
        //   就需要将HashMap的容量翻倍。  
        //   所以，(c.size()/.75f) + 1 计算出来的正好是总的空间大小。  
        // 接下来，说明为什么是 16 。  
        //   HashMap的总的大小，必须是2的指数倍。若创建HashMap时，指定的大小不是2的指数倍；  
        //   HashMap的构造函数中也会重新计算，找出比“指定大小”大的最小的2的指数倍的数。  
        //   所以，这里指定为16是从性能考虑。避免重复计算。  
        map = new HashMap<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));  
        // 将集合(c)中的全部元素添加到HashSet中  
        addAll(c);  
    }  
 
    // 指定HashSet初始容量和加载因子的构造函数  
    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {  
        map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);  
    }  
 
    // 指定HashSet初始容量的构造函数  
    public HashSet(int initialCapacity) {  
        map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity);  
    }  
 
    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {  
        map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);  
    }  
 
    // 返回HashSet的迭代器  
    public Iterator<E> iterator() {  
        // 实际上返回的是HashMap的“key集合的迭代器”  
        return map.keySet().iterator();  
    }  
 
    public int size() {  
        return map.size();  
    }  
 
    public boolean isEmpty() {  
        return map.isEmpty();  
    }  
 
    public boolean contains(Object o) {  
        return map.containsKey(o);  
    }  
 
    // 将元素(e)添加到HashSet中  
    public boolean add(E e) {  
        return map.put(e, PRESENT)==null;  
    }  
 
    // 删除HashSet中的元素(o)  
    public boolean remove(Object o) {  
        return map.remove(o)==PRESENT;  
    }  
 
    public void clear() {  
        map.clear();  
    }  
 
    // 克隆一个HashSet，并返回Object对象  
    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();  
        }  
    }  
 
    // java.io.Serializable的写入函数  
    // 将HashSet的“总的容量，加载因子，实际容量，所有的元素”都写入到输出流中  
    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)  
        throws java.io.IOException {  
        // Write out any hidden serialization magic  
        s.defaultWriteObject();  
 
        // Write out HashMap capacity and load factor  
        s.writeInt(map.capacity());  
        s.writeFloat(map.loadFactor());  
 
        // Write out size  
        s.writeInt(map.size());  
 
        // Write out all elements in the proper order.  
        for (Iterator i=map.keySet().iterator(); i.hasNext(); )  
            s.writeObject(i.next());  
    }  
 
 
    // java.io.Serializable的读取函数  
    // 将HashSet的“总的容量，加载因子，实际容量，所有的元素”依次读出  
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)  
        throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {  
        // Read in any hidden serialization magic  
        s.defaultReadObject();  
 
        // Read in HashMap capacity and load factor and create backing HashMap  
        int capacity = s.readInt();  
        float loadFactor = s.readFloat();  
        map = (((HashSet)this) instanceof LinkedHashSet ?  
               new LinkedHashMap<E,Object>(capacity, loadFactor) :  
               new HashMap<E,Object>(capacity, loadFactor));  
 
        // Read in size  
        int size = s.readInt();  
 
        // Read in all elements in the proper order.  
        for (int i=0; i<size; i++) {  
            E e = (E) s.readObject();  
            map.put(e, PRESENT);  
        }  
    }  
}

说明：

HashSet的代码实际上非常简单，通过上面的注释应该很能够看懂。它是通过HashMap实现的，若对HashSet的理解有困难，建议先学习以下HashMap；学完HashMap之后，在学习HashSet就非常容易了。

通过Iterator遍历HashSet

第一步：根据iterator()获取HashSet的迭代器。
第二步：遍历迭代器获取各个元素。

// 假设set是HashSet对象  
for(Iterator iterator = set.iterator();  
       iterator.hasNext(); ) {   
    iterator.next();  
}

3.2 通过for-each遍历HashSet

第一步：根据toArray()获取HashSet的元素集合对应的数组。
第二步：遍历数组，获取各个元素。

// 假设set是HashSet对象，并且set中元素是String类型  
String[] arr = (String[])set.toArray(new String[0]);  
for (String str:arr)  
    System.out.printf("for each : %s\n", str);

HashSet的遍历测试程序如下：

import java.util.Random;  
import java.util.Iterator;  
import java.util.HashSet;  
 
/*  
 * @desc 介绍HashSet遍历方法  
 *  
 * @author skywang  
 */ 
public class HashSetIteratorTest {  
 
    public static void main(String[] args) {  
        // 新建HashSet  
        HashSet set = new HashSet();  
 
        // 添加元素 到HashSet中  
        for (int i=0; i<5; i++)  
            set.add(""+i);  
 
        // 通过Iterator遍历HashSet  
        iteratorHashSet(set) ;  
 
        // 通过for-each遍历HashSet  
        foreachHashSet(set);  
    }  
 
    /*  
     * 通过Iterator遍历HashSet。推荐方式  
     */ 
    private static void iteratorHashSet(HashSet set) {  
        for(Iterator iterator = set.iterator();  
               iterator.hasNext(); ) {  
            System.out.printf("iterator : %s\n", iterator.next());  
        }  
    }  
 
    /*  
     * 通过for-each遍历HashSet。不推荐！此方法需要先将Set转换为数组  
     */ 
    private static void foreachHashSet(HashSet set) {  
        String[] arr = (String[])set.toArray(new String[0]);  
        for (String str:arr)  
            System.out.printf("for each : %s\n", str);  
    }  
}

0 0