java集合之HashSet

Posted 2023-02-02

特征

HashSet是实现Set，功能上相比ArrayList的特点具有去重的功能。其底层是通过HashMap实现的。正如名字的Hash，HashSet的去重是使用集合元素的hash值来实现的。

HashMap采用链表+数组形式，每一个元素加入会先通过hash取值，获得数组的位置，再判断该数组的链表位置是否有元素，如果有判断是否相同，相同则跳过，如果不同，将其加入链表末尾

源码分析

下文通过HashSet的add操作，来解读HashSet的功能

//代码debug调试
public class HashSetTest 
    public static void main(String[] args) 
        HashSet hashSet=new HashSet();
        for(int i=0;i<=8;i++)
            hashSet.add(new person("tom",i));
        
        hashSet.add(new person("tom",1));
        System.out.println(hashSet);

    

class person
    private String name;
    private int age;

    public person(String name, int age) 
        this.name = name;
        this.age = age;
    

    @Override
    public String toString() 
        return "person" +
                "name=" + name + \\ +
                ", age=" + age +
                ;
    

    @Override
    public boolean equals(Object o) 
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        person person = (person) o;
        return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);
    

    @Override
    public int hashCode() 
        return Objects.hash(name, age);
    

下面按照debug顺序，进行截图和说明

1.进行put操作

判断key，如果返回为null，表示hashset无此元素，可将其加入

2.调用此方法，将对值进行Hash取值

3.此方法会首先判断值是否为null，如果是返回0，否则对其hashcode获得的值进行右移操作

调用重写的hashcode方法，部分

4 进行去重操作

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) 
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        //如果当前hashset为null或长度为0 则进行初始化 
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        //位置进行hash  因为hashset是数组+链表式结构 所以首先通过hash判断数组位置是否为空，为空则将其加入，hash获取数组位置
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else 
            //初始化新节点
            Node<K,V> e; K k;
            //判断是否为null或者内容相同，则直接退出
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            //判断是否为红黑树
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else 
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) 
                    //遍历链表
                    //如果直到最后的值，都没有找出相同的则直接将值添加到最后
                    if ((e = p.next) == null) 
                        //取出数据 
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        //链的长度到8，判断数组长度是否达到64，若否进行扩容，若则进行树化
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) 
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    
                    //判断两个的hash值，
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                
            
            //如果存在该值，则返回非null
          if (e != null)  // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            
        
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    

/**
     * Replaces all linked nodes in bin at index for given hash unless
     * table is too small, in which case resizes instead.
     *树化操作
     */
    final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) 
        int n, index; Node<K,V> e;
        //判断数组是否为null，判断数组长度是否为64  
        if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
            resize();
        //key进行tab的hash，判断数组的位置
        else if ((e = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) 
            TreeNode<K,V> hd = null, tl = null;
            do 
                TreeNode<K,V> p = replacementTreeNode(e, null);
                if (tl == null)
                    hd = p;
                else 
                    p.prev = tl;
                    tl.next = p;
                
                tl = p;
             while ((e = e.next) != null);
            if ((tab[index] = hd) != null)
                hd.treeify(tab);