java的LinkedHashSet是怎样实现存取有序的, 底层原理是啥

Posted 2023-05-11

LinkedHashSet 的实现

对于 LinkedHashSet 而言，它继承与 HashSet、又基于 LinkedHashMap 来实现的。

LinkedHashSet 底层使用 LinkedHashMap 来保存所有元素，它继承与 HashSet，其所有的方法操作上又与 HashSet 相同，因此 LinkedHashSet 的实现上非常简单，只提供了四个构造方法，并通过传递一个标识参数，调用父类的构造器，底层构造一个 LinkedHashMap 来实现，在相关操作上与父类 HashSet 的操作相同，直接调用父类 HashSet 的方法即可。

需要注意理解的点是：

LinkedHashSet 是 Set 的一个具体实现，其维护着一个运行于所有条目的双重链接列表。此链接列表定义了迭代顺序，该迭代顺序可为插入顺序或是访问顺序。

LinkedHashSet 继承与 HashSet，并且其内部是通过 LinkedHashMap 来实现的。有点类似于我们之前说的LinkedHashMap 其内部是基于 Hashmap 实现一样，不过还是有一点点区别的（具体的区别大家可以自己去思考一下）。

如果我们需要迭代的顺序为插入顺序或者访问顺序，那么 LinkedHashSet 是需要你首先考虑的。

参考技术A LinkedHashSet保证存取有序的底层原理是：链表结构。
简单地说，链表结构，就是前一个对象保存了下一个对象的引用，所以有连续不断地引用找到下一个对象。
存储的时候：前一个对象就保存了下一个对象的内存地址。
获取的时候：比如你使用Iterator迭代器遍历的时候，会从最开始遍历，根据前一个对象保存的下一个对象的内存地址找到下一个对象，就这样一直找下去，这样就能保证顺序了。 参考技术B 看源码去吧

JDK1.8源码——java.util.LinkedHashSet类

JDK1.8源码(十)——java.util.LinkedHashSet类

　　同 HashSet 与 HashMap 的关系一样，本篇博客所介绍的 LinkedHashSet 和 LinkedHashMap 也是一致的。在 JDK 集合框架中，类似 Set 集合通常都是由对应的 Map 类集合来实现的（TreeSet 和 TreeMap 同理），这里很重要的一个理论就是：Set 类集合是不允许重复的，而 Map 类集合的 key 也是不允许重复的，所以通常很容易就用 Map 类集合实现了 Set 类集合。

　　本篇博客之前，我们已经详细介绍了 HashSet、HashMap、LinkedHashMap。在此基础上，再来理解 LinkedHashSet 就很容易了。

1、LinkedHashSet 定义

　　LinkedHashSet 是由 LinkedHashMap 实现的集合。元素有序且不能重复。

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

　　

　　看上图类定义，LinkedHashSet 是由 HashSet 来实现的，其实底层是通过 LinkedHashMap 来实现的。

2、构造函数

　　在 LinkedHashSet 中，有如下几个构造方法：

　　①、指定初始容量和加载因子

    public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        super(initialCapacity, loadFactor, true);
    }

　　②、指定初始容量

    public LinkedHashSet(int initialCapacity) {
        super(initialCapacity, .75f, true);
    }

　　③、默认无参构造函数

    public LinkedHashSet() {
        super(16, .75f, true);
    }

　　④、构造包含指定集合的元素

    public LinkedHashSet(Collection<? extends E> c) {
        super(Math.max(2*c.size(), 11), .75f, true);
        addAll(c);
    }

　　上面所有的构造方法，都调用父类，也就是 HashSet 的 super(initialCapacity, loadFactor, true);

1     HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
2         map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
3     }

　　前面两个参数分别设置HashMap 的初始容量和加载因子。dummy 可以忽略掉，这个参数只是为了区分 HashSet 别的构造方法。

3、添加元素

1     public boolean add(E e) {
2         return map.put(e, PRESENT)==null;
3     }

　　通过 map.put() 方法来添加元素，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 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。

4、删除元素

1     public boolean remove(Object o) {
2         return map.remove(o)==PRESENT;
3     }

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

5、查找元素

1     public boolean contains(Object o) {
2         return map.containsKey(o);
3     }

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

6、遍历元素

 1 LinkedHashSet<String> hashSet = new LinkedHashSet<>();
 2 hashSet.add("A");
 3 hashSet.add("B");
 4 hashSet.add("C");
 5 //1、增强for循环
 6 for(String str : hashSet){
 7     System.out.println(str);
 8 }
 9 //2、迭代器
10 Iterator<String> iterator = hashSet.iterator();
11 while(iterator.hasNext()){
12     System.out.println(iterator.next());
13 }