Java8的集合：HashSet的实现原理

本文主要是介绍Java8的集合：HashSet的实现原理，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

HashSet 概述

HashSet 实现 Set 接口，由哈希表（实际上是一个 HashMap 实例）支持。它不保证 set 的迭代顺序；特别是它不保证该顺序恒久不变。此类允许使用 null 元素。

HashSet 的实现

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 的实现比较简单，相关 HashSet 的操作，基本上都是直接调用底层 HashMap 的相关方法来完成， HashSet 的源代码如下：

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 finalprivate static final Object PRESENT = new Object();/*** 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<>();}/*** 构造一个包含指定collection中的元素的新set* <p>* 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<>(Math.max((int) (c.size() / .75f) + 1, 16));addAll(c);}/*** 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个空的HashSet* <p>* 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<>(initialCapacity, loadFactor);}/*** 以指定的initialCapacity构造一个空的HashSet* <p>* 实际底层以相应的参数及加载因子为0.75构造一个HashMap** @param initialCapacity 初始容量*/public HashSet(int initialCapacity) {map = new HashMap<>(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* <p>* 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<>(initialCapacity, loadFactor);}/*** 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。* <p>* 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）。* <p>* 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。* <p>* 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。* <p>* 底层实际调用HashMap 的containsKey 判断是否包含指定key。*/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。* <p>* 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）。* <p>* 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HashSe*/@SuppressWarnings("unchecked")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(e);}}
}