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JDK18源码八javautilHashSet-类

jiezi

在上一篇博客，我们介绍了 Map 集合的一种典型实现 HashMap，在 JDK1.8 中，HashMap 是由 数组 + 链表 + 红黑树构成，相对于早期版本的 JDK HashMap 实现，新增了红黑树作为底层数据结构，在数据量较大且哈希碰撞较多时，能够极大的增加检索的效率。了解 HashMap 的具体实现后，我们再来介绍由 HashMap 作为底层数据结构实现的一种数据结构——HashSet。（如果不了解 HashMap 的实现原理，建议先看看 HashMap，不然直接看 HashSet 是很难看懂的）。

1、HashSet 定义

HashSet 是一个由 HashMap 实现的集合。元素无序且不能重复。

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


和前面介绍的大多数集合一样，HashSet 也实现了 Cloneable 接口和 Serializable 接口，分别用来支持克隆以及支持序列化。还实现了 Set 接口，该接口定义了 Set 集合类型的一套规范。

2、字段属性 

 //HashSet 集合中的内容是通过 HashMap 数据结构来存储的
 private transient HashMap<E,Object> map;
 // 向 HashSet 中添加数据，数据在上面的 map 结构是作为 key 存在的，而 value 统一都是 PRESENT
 private static final Object PRESENT = new Object();

第一个定义一个 HashMap，作为实现 HashSet 的数据结构；第二个 PRESENT 对象，因为前面讲过 HashMap 是作为键值对 key-value 进行存储的，而 HashSet 不是键值对，那么选择 HashMap 作为实现，其原理就是存储在 HashSet 中的数据 作为 Map 的 key，而 Map 的 value 统一为 PRESENT（下面介绍具体实现时会了解）。

3、构造函数

①、无参构造 

     public HashSet() {map = new HashMap<>();
     }

直接 new 一个 HashMap 对象出来，采用无参的 HashMap 构造函数，具有默认初始容量（16）和加载因子（0.75）。

②、指定初始容量 

     public HashSet(int initialCapacity) {map = new HashMap<>(initialCapacity);
     }

③、指定初始容量和加载因子 

     public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
     }

④、构造包含指定集合中的元素 

     public HashSet(Collection<? extends E> c) {map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
         addAll(c);
     }

集合容量很好理解，这里我介绍一下什么是加载因子。在 HashMap 中，能够存储元素的数量就是：总的容量 * 加载因子，新增一个元素时，如果 HashMap 集合中的元素大于前面公式计算的结果了，那么就必须要进行扩容操作，从时间和空间考虑，加载因子一般都选默认的 0.75。

4、添加元素 

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

通过 map.put() 方法来添加元素，在上一篇博客介绍该方法时，说明了该方法如果新插入的 key 不存在，则返回 null，如果新插入的 key 存在，则返回原 key 对应的 value 值（注意新插入的 value 会覆盖原 value 值）。

也就是说 HashSet 的 add(E e) 方法，会将 e 作为 key，PRESENT 作为 value 插入到 map 集合中，如果 e 不存在，则插入成功返回 true; 如果存在，则返回 false。

5、删除元素 

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

调用 HashMap 的 remove(Object o) 方法，该方法会首先查找 map 集合中是否存在 o，如果存在则删除，并返回该值，如果不存在则返回 null。

也就是说 HashSet 的 remove(Object o) 方法，删除成功返回 true，删除的元素不存在会返回 false。

6、查找元素 

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

调用 HashMap 的 containsKey(Object o) 方法，找到了返回 true，找不到返回 false。

7、遍历元素 

HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
set.add(1);
set.add(2);
// 增强 for 循环
for(Integer i : set){System.out.println(i);
}
// 普通 for 循环
Iterator<Integer> iterator = set.iterator();
while (iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next());
}

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