集合番@HashSet一文通（1.7版）

JAVA COLLECTIONS 源码 1.7版本

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1.HashSet的定义

• 底层采用HashMap保存元素
• 非重，无序，非同步

2.HashSet的数据结构

2.1 类定义

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

2.2 重要全局变量

//维护一个HashMap作为底层数据结构
private transient HashMap<E,Object> map;
//Dummy value， HashSet存储时，将该值作为底层map的默认value
private static final Object PRESENT = new Object();

2.3 构造器

/**
 * 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<>();
}
/**
 * 构造一个包含指定collection中的元素的新set。
 * 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<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
    addAll(c);
}
/**
 * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个空的HashSet。
 * 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。
 * 实际底层以相应的参数及加载因子loadFactor为0.75构造一个空的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。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);
}

3.HashSet的重要方法

3.1 add方法

/**
 * 使用HashMap作为底层数据结构
 *   1.利用HashMap的key不重复原则实现非重
 *   2.由于HashMap的非有序导致HashSet的非有序
 *   3.HashMap的value使用一个final的static变量作为默认值
 * @Return 若put成功，返回true否则false (该方法在添加 key 不重复的键值对的时候，会返回 null)
 */
public boolean add(E e) {
    return map.put(e, PRESENT)==null;
}

3.2 clone方法

/**
 * 返回此HashSet实例的浅表副本：并没有复制这些元素本身
 * @Return 底层实际调用HashMap的clone()方法，获取HashMap的浅表副本
 * 拓展：
 *    1.浅复制就是仅复制类中的值类型成员
 *    2.深复制就是复制类中的值类型成员和引用类型的成员
 */
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();
    }
}

3.3 iterator方法

/**
* 1.基于迭代器模式(Set接口定义Iterator<E> iterator()方法)
* 2.迭代map的keySet集合
*/
public Iterator<E> iterator() {
    return map.keySet().iterator();
}

4.HashSet的总结

• 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
• 有序可选用LinkedHashSet，TreeSet
• 线程安全可选用CopyOnWriteArraySet，ConcurrentSkipListSet

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