JDK1.8源码(八)——java.util.HashSet 类

  在上一篇博客,我们介绍了 Map 集合的一种典型实现  HashMap  ,在 JDK1.8 中,HashMap 是由 数组+链表+红黑树构成,相对于早期版本的 JDK HashMap 实现,新增了红黑树作为底层数据结构,在数据量较大且哈希碰撞较多时,能够极大的增加检索的效率。了解 HashMap 的具体实现后,我们再来介绍由 HashMap 作为底层数据结构实现的一种数据结构——HashSet。(如果不了解 HashMap 的实现原理,建议先看看 HashMap,不然直接看 HashSet 是很难看懂的)

1、HashSet 定义

HashSet 是一个由 HashMap 实现的集合。元素无序且不能重复。

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

  和前面介绍的大多数集合一样,HashSet 也实现了 Cloneable 接口和 Serializable 接口,分别用来支持克隆以及支持序列化。还实现了 Set 接口,该接口定义了 Set 集合类型的一套规范。

2、字段属性

1 //HashSet集合中的内容是通过 HashMap 数据结构来存储的
2 private transient HashMap<E,Object> map;
3 //向HashSet中添加数据,数据在上面的 map 结构是作为 key 存在的,而value统一都是 PRESENT
4 private static final Object PRESENT = new Object();

  第一个定义一个 HashMap,作为实现 HashSet 的数据结构;第二个 PRESENT 对象,因为前面讲过 HashMap 是作为键值对 key-value 进行存储的,而 HashSet 不是键值对,那么选择 HashMap 作为实现,其原理就是存储在 HashSet 中的数据 作为 Map 的 key,而 Map 的value 统一为 PRESENT(下面介绍具体实现时会了解)。

3、构造函数

  ①、无参构造

1     public HashSet() {
2         map = new HashMap<>();
3     }

  直接 new 一个 HashMap 对象出来,采用无参的 HashMap 构造函数,具有默认初始容量(16)和加载因子(0.75)。

  ②、指定初始容量

1     public HashSet(int initialCapacity) {
2         map = new HashMap<>(initialCapacity);
3     }

  ③、指定初始容量和加载因子

1     public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
2         map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
3     }

  ④、构造包含指定集合中的元素

1     public HashSet(Collection<? extends E> c) {
2         map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
3         addAll(c);
4     }

  集合容量很好理解,这里我介绍一下什么是加载因子。在 HashMap 中,能够存储元素的数量就是:总的容量*加载因子 ,新增一个元素时,如果HashMap集合中的元素大于前面公式计算的结果了,那么就必须要进行扩容操作,从时间和空间考虑,加载因子一般都选默认的0.75。

4、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,在上一篇博客介绍该方法时,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 HashSet 的 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。

5、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。

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

6、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。

7、遍历元素

 1 HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
 2 set.add(1);
 3 set.add(2);
 4 //增强for循环
 5 for(Integer i : set){
 6     System.out.println(i);
 7 }
 8 //普通for循环
 9 Iterator<Integer> iterator = set.iterator();
10 while (iterator.hasNext()){
11     System.out.println(iterator.next());
12 }

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