Java8的集合:HashSet的实现原理

2024-06-23 02:18

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);}}
}

说明:对于 HashSet 中保存的对象,请注意正确重写其 equals 和 hashCode 方法,以保证放入的对象的唯一性

这篇关于Java8的集合:HashSet的实现原理的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!


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