HashSet实现不重复储值原理-附源码解析

Posted 2020-09-07 Fishing

在HashSet中，基本的操作都是由HashMap底层实现的，因为HashSet底层是用HashMap存储数据。当向HashSet中添加元素的时候，首先计算元素的hashcode值，然后用这个（元素的hashcode）%（HashMap集合的大小）+1计算出这个元素的存储位置，如果这个位置位空，就将元素添加进去；如果不为空，则用 equals 方法比较元素是否相等，相等就不添加，否则找一个空位添加。

附中文注释源码：

  1   public class HashSet<E>  
  2       extends AbstractSet<E>  
  3       implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable  
  4   {  
  5       static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;  
  6     
  7       // 底层使用HashMap来保存HashSet中所有元素。  
  8       private transient HashMap<E,Object> map;  
  9         
 10       // 定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value，将此对象定义为static final。  
 11       private static final Object PRESENT = new Object();  
 12     
 13       /** 
 14        * 默认的无参构造器，构造一个空的HashSet。 
 15        *  
 16        * 实际底层会初始化一个空的HashMap，并使用默认初始容量为16和加载因子0.75。 
 17        */  
 18       public HashSet() {  
 19       map = new HashMap<E,Object>();  
 20       }  
 21     
 22       /** 
 23        * 构造一个包含指定collection中的元素的新set。 
 24        * 
 25        * 实际底层使用默认的加载因子0.75和足以包含指定 
 26        * collection中所有元素的初始容量来创建一个HashMap。 
 27        * @param c 其中的元素将存放在此set中的collection。 
 28        */  
 29       public HashSet(Collection<? extends E> c) {  
 30       map = new HashMap<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));  
 31       addAll(c);  
 32       }  
 33     
 34       /** 
 35        * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个空的HashSet。 
 36        * 
 37        * 实际底层以相应的参数构造一个空的HashMap。 
 38        * @param initialCapacity 初始容量。 
 39        * @param loadFactor 加载因子。 
 40        */  
 41       public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {  
 42       map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);  
 43       }  
 44     
 45       /** 
 46        * 以指定的initialCapacity构造一个空的HashSet。 
 47        * 
 48        * 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。 
 49        * @param initialCapacity 初始容量。 
 50        */  
 51       public HashSet(int initialCapacity) {  
 52       map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity);  
 53       }  
 54     
 55       /** 
 56        * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个新的空链接哈希集合。 
 57        * 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。 
 58        * 
 59        * 实际底层会以指定的参数构造一个空LinkedHashMap实例来实现。 
 60        * @param initialCapacity 初始容量。 
 61        * @param loadFactor 加载因子。 
 62        * @param dummy 标记。 
 63        */  
 64       HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {  
 65       map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);  
 66       }  
 67     
 68       /** 
 69        * 返回对此set中元素进行迭代的迭代器。返回元素的顺序并不是特定的。 
 70        *  
 71        * 底层实际调用底层HashMap的keySet来返回所有的key。 
 72        * 可见HashSet中的元素，只是存放在了底层HashMap的key上， 
 73        * value使用一个static final的Object对象标识。 
 74        * @return 对此set中元素进行迭代的Iterator。 
 75        */  
 76       public Iterator<E> iterator() {  
 77       return map.keySet().iterator();  
 78       }  
 79     
 80       /** 
 81        * 返回此set中的元素的数量（set的容量）。 
 82        * 
 83        * 底层实际调用HashMap的size()方法返回Entry的数量，就得到该Set中元素的个数。 
 84        * @return 此set中的元素的数量（set的容量）。 
 85        */  
 86       public int size() {  
 87       return map.size();  
 88       }  
 89     
 90       /** 
 91        * 如果此set不包含任何元素，则返回true。 
 92        * 
 93        * 底层实际调用HashMap的isEmpty()判断该HashSet是否为空。 
 94        * @return 如果此set不包含任何元素，则返回true。 
 95        */  
 96       public boolean isEmpty() {  
 97       return map.isEmpty();  
 98       }  
 99     
100       /** 
101        * 如果此set包含指定元素，则返回true。 
102        * 更确切地讲，当且仅当此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e)) 
103        * 的e元素时，返回true。 
104        * 
105        * 底层实际调用HashMap的containsKey判断是否包含指定key。 
106        * @param o 在此set中的存在已得到测试的元素。 
107        * @return 如果此set包含指定元素，则返回true。 
108        */  
109       public boolean contains(Object o) {  
110       return map.containsKey(o);  
111       }  
112     
113       /** 
114        * 如果此set中尚未包含指定元素，则添加指定元素。 
115        * 更确切地讲，如果此 set 没有包含满足(e==null ? e2==null : e.equals(e2)) 
116        * 的元素e2，则向此set 添加指定的元素e。 
117        * 如果此set已包含该元素，则该调用不更改set并返回false。 
118        * 
119        * 底层实际将将该元素作为key放入HashMap。 
120        * 由于HashMap的put()方法添加key-value对时，当新放入HashMap的Entry中key 
121        * 与集合中原有Entry的key相同（hashCode()返回值相等，通过equals比较也返回true）， 
122        * 新添加的Entry的value会将覆盖原来Entry的value，但key不会有任何改变， 
123        * 因此如果向HashSet中添加一个已经存在的元素时，新添加的集合元素将不会被放入HashMap中， 
124        * 原来的元素也不会有任何改变，这也就满足了Set中元素不重复的特性。 
125        * @param e 将添加到此set中的元素。 
126        * @return 如果此set尚未包含指定元素，则返回true。 
127        */  
128       public boolean add(E e) {  
129       return map.put(e, PRESENT)==null;  
130       }  
131     
132       /** 
133        * 如果指定元素存在于此set中，则将其移除。 
134        * 更确切地讲，如果此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))的元素e， 
135        * 则将其移除。如果此set已包含该元素，则返回true 
136        * （或者：如果此set因调用而发生更改，则返回true）。（一旦调用返回，则此set不再包含该元素）。 
137        * 
138        * 底层实际调用HashMap的remove方法删除指定Entry。 
139        * @param o 如果存在于此set中则需要将其移除的对象。 
140        * @return 如果set包含指定元素，则返回true。 
141        */  
142       public boolean remove(Object o) {  
143       return map.remove(o)==PRESENT;  
144       }  
145     
146       /** 
147        * 从此set中移除所有元素。此调用返回后，该set将为空。 
148        * 
149        * 底层实际调用HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。 
150        */  
151       public void clear() {  
152       map.clear();  
153       }  
154 }
155