HashSet底层分析

package java.util;
public class HashSet<E>
    extends AbstractSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;
    // HashSet是通过map(HashMap对象)保存内容的
    private transient HashMap<E,Object> map;
    // 定义一个虚拟的Object PRESENT是向map中插入key-value对应的value
    // 因为HashSet中只需要用到key，而HashMap是key-value键值对；
    // 所以，向map中添加键值对时，键值对的值固定是PRESENT
    private static final Object PRESENT = new Object();
    // 默认构造函数 底层创建一个HashMap
    public HashSet() {
        // 调用HashMap的默认构造函数，创建map
        map = new HashMap<E,Object>();
    }
    // 带集合的构造函数
    public HashSet(Collection<? extends E> c) {
        // 创建map。
        // 为什么要调用Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16)，从 (c.size()/.75f) + 1 和 16 中选择一个比较大的树呢？        
        // 首先，说明(c.size()/.75f) + 1
        //   因为从HashMap的效率(时间成本和空间成本)考虑，HashMap的加载因子是0.75。
        //   当HashMap的“阈值”(阈值=HashMap总的大小*加载因子) < “HashMap实际大小”时，
        //   就需要将HashMap的容量翻倍。
        //   所以，(c.size()/.75f) + 1 计算出来的正好是总的空间大小。
        // 接下来，说明为什么是 16 。
        //   HashMap的总的大小，必须是2的指数倍。若创建HashMap时，指定的大小不是2的指数倍；
        //   HashMap的构造函数中也会重新计算，找出比“指定大小”大的最小的2的指数倍的数。
        //   所以，这里指定为16是从性能考虑。避免重复计算。
        map = new HashMap<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
        // 将集合(c)中的全部元素添加到HashSet中
        addAll(c);
    }
    // 指定HashSet初始容量和加载因子的构造函数
    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);
    }
    // 指定HashSet初始容量的构造函数
    public HashSet(int initialCapacity) {
        map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity);
    }
    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
        map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);
    }
    // 返回HashSet的迭代器
    public Iterator<E> iterator() {
        // 实际上返回的是HashMap的“key集合的迭代器”
        return map.keySet().iterator();
    }
   //调用HashMap的size()方法返回Entry的数量，得到该Set里元素的个数
    public int size() {
        return map.size();
    }
   //调用HashMap的isEmpty()来判断HaspSet是否为空
   //HashMap为null。对应的HashSet也为空
    public boolean isEmpty() {
        return map.isEmpty();
    }
    //调用HashMap的containsKey判断是否包含指定的key
    //HashSet的所有元素就是通过HashMap的key来保存的
    public boolean contains(Object o) {
        return map.containsKey(o);
    }
    // 将元素(e)添加到HashSet中，也就是将元素作为Key放入HashMap中
    public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }
    // 删除HashSet中的元素(o)，其实是在HashMap中删除了以o为key的Entry
    public boolean remove(Object o) {
        return map.remove(o)==PRESENT;
    }
     //清空HashMap的clear方法清空所有Entry
    public void clear() {
        map.clear();
    }
    // 克隆一个HashSet，并返回Object对象
    public Object clone() {
        try {
            HashSet<E> newSet = (HashSet<E>) super.clone();
            newSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone();
            return newSet;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new InternalError();
        }
    }
    // java.io.Serializable的写入函数
    // 将HashSet的“总的容量，加载因子，实际容量，所有的元素”都写入到输出流中
    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
        throws java.io.IOException {
        // Write out any hidden serialization magic
        s.defaultWriteObject();
        // Write out HashMap capacity and load factor
        s.writeInt(map.capacity());
        s.writeFloat(map.loadFactor());
        // Write out size
        s.writeInt(map.size());
        // Write out all elements in the proper order.
        for (Iterator i=map.keySet().iterator(); i.hasNext(); )
            s.writeObject(i.next());
    }
    // java.io.Serializable的读取函数
    // 将HashSet的“总的容量，加载因子，实际容量，所有的元素”依次读出
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
        throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
        // Read in any hidden serialization magic
        s.defaultReadObject();
        // Read in HashMap capacity and load factor and create backing HashMap
        int capacity = s.readInt();
        float loadFactor = s.readFloat();
        map = (((HashSet)this) instanceof LinkedHashSet ?
               new LinkedHashMap<E,Object>(capacity, loadFactor) :
               new HashMap<E,Object>(capacity, loadFactor));
        // Read in size
        int size = s.readInt();
        // Read in all elements in the proper order.
        for (int i=0; i<size; i++) {
            E e = (E) s.readObject();
            map.put(e, PRESENT);
        }
    }
}

class Name
{
    private String first;
    private String last;
    public Name(String first, String last) 
    {
        this.first = first;
        this.last = last;
    }
    public boolean equals(Object o) 
    {
        if (this == o)
        {
            return true;
        }
        if (o.getClass() == Name.class)
        {
            Name n = (Name)o;
            return n.first.equals(first)
                && n.last.equals(last);
        }
        return false;
    }
}
public class HashSetTest
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        Set<Name> s = new HashSet<Name>();
        s.add(new Name("abc", "123"));
        System.out.println(
            s.contains(new Name("abc", "123")));
    } 
}