jdk源码分析——HashSet

Posted 2021-04-05 自由水鸟

我们在jdk源码分析（四）——ArrayList和jdk源码分析（五）——HashMap中分别分析了List和Map两种数据结构，在Java的集合框架中，还有另一类成员，就是Set，今天我们就来看看常用的HashSet。

一.类定义

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

可以看到，和HashMap类似，HashSet也是继承了一个抽象类，并实现了一个基础的接口Set。

Set接口中的主要方法如下：

核心的方法都是一些对集合的操作，例如添加元素，判断元素是否存在，遍历，删除等。

二.存储结构

HashSet主要是使用HashMap来实现元素的存储的：

// 存储集合元素
private transient HashMap<E,Object> map;
// 常量，表示某个集合元素存在，在map中作为value
private static final Object PRESENT = new Object();

因此主要操作都是围绕着这个map进行的，自然不可避免的要使用到我们上一篇中讲到的HashMap了。map的value是Object类型的常量。

三.常用方法

1.构造方法

先来看看无参构造方法：

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

代码很简单，只有一行，完成对map的实例化，以备使用。

除了无参构造方法外，还可以基于已有的集合类来初始化HashMap：

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

首先调用了HashMap的构造方法，并指定map的初始容量。初始容量的计算方法如下：
（1）将集合中的元素个数除以0.75，向上取整
（2）取（1）中结果与16中的较大者
通过HashMap的源码分析，我们已经知道，HashMap的默认装载因子是0.75（也就是说，默认只装载75%左右的位置），而HashSet底层使用HashMap来存储，因此需要根据这个装载因子算出需要的散列表大小。而HashMap的默认大小是16，因此这里的初始化大小最小是16。

2.add方法

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

逻辑实现也很简单，就是调用HashMap的put方法，将需要存储的集合元素作为key，将常量PRESENT作为value。put方法的返回值是map中与此key关联的value值，某个元素第一次存入时返回null，如果key已经存在，则返回此key对应的value。

需要注意的是，HashMap是允许key覆盖的，而集合Set的特性决定了，Set中同一个元素只能存在一次，因此，如果集合中已经存在该元素了，那么map的返回值为非null，从而add方法返回false。

3.contains方法

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

该方法也比较简单，直接调用HashMap的containsKey方法来判断元素是否存在。

HashSet的实现比较容易理解，我们就不再啰嗦了，轻松加愉快。期待与大家一起学习后面的jdk源码。