Java集合系列之HashSet源碼分析

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一、HashSet簡介

　　HashSet是Set介面典型實現，它按照Hash演算法來儲存集合中的元素，具有很好的存取和尋找效能。主要具有以下特點：

• 不保證set的迭代順序
• HashSet不是同步的，如果多個線程同時訪問一個HashSet，要通過代碼來保證其同步
• 集合元素值可以是null

　　當向HashSet集合中存入一個元素時，HashSet會調用該對象的hashCode()方法來得到該對象的hashCode值，然後根據該值確定對象在HashSet中的儲存位置。在Hash集合中，不能同時存放兩個相等的元素，而判斷兩個元素相等的標準是兩個對象通過equals方法比較相等並且兩個對象的HashCode方法傳回值也相等。

　　下面的例子說明了上述特性：

public class Person{    String name;    int age;        public Person(String name,int age)    {        this.name=name;        this.age=age;    }        public String getName()    {        return name;    }    public void setName(String name)    {        this.name = name;    }    public int getAge()    {        return age;    }    public void setAge(int age)    {        this.age = age;    }    //當對象的名字和姓名相同即返回true    public boolean equals(Object obj)    {        if(obj==null)            return false;        if((this.name.equals(((Person)obj).name) && this.age==((Person)obj).age))                return true;        else            return false;    }    }

　　此時添加兩個name和age均相同的Person對象執行個體到HashSet中：

public class HashSetDemo{    public static void main(String[] args)    {        HashSet<Person> hs = new HashSet<>();                Person p1=new Person("xujian", 23);        Person p2=new Person("xujian", 23);        hs.add(p1);        hs.add(p2);        for(Person p:hs)        {            System.out.println(p.name+"---"+p.age);        }    }}

　　

　　可見，HashSet中存放了兩個name和age均相同的Person對象。

　　接下來我們重寫一下Person類的hashCode方法，使其返回相同的HashCode。

public class Person{    String name;    int age;        public Person(String name,int age)    {        this.name=name;        this.age=age;    }    public String getName()    {        return name;    }    public void setName(String name)    {        this.name = name;    }    public int getAge()    {        return age;    }    public void setAge(int age)    {        this.age = age;    }    public int hashCode()    {        // TODO 自動產生的方法存根        return 1;    }    //當對象的名字和姓名相同即返回true    public boolean equals(Object obj)    {        if(obj==null)            return false;        if((this.name.equals(((Person)obj).name) && this.age== ((Person)obj).age))                return true;        else            return false;    }    }

　　再次執行向HashSet添加元素操作，會發現此時HashSet只儲存了一個。

　　

　　HashSet中每一能儲存元素的槽位通常稱為“桶”，如果有多個元素的hashCode相同，但是通過equals方法比較返回false，就需要在一個桶上存放多個元素。

二、HashSet源碼分析　　1、建構函式

　　HashSet的底層實際上是由HashMap實現的。其四個建構函式分別對應相應的HashMap。

  //構造一個新的，空的HashSet,其底層 HashMap執行個體的預設初始容量是 16，載入因子是 0.75    public HashSet()     {        map = new HashMap<>();    }    //構造一個包含指定 collection 中的元素的新 set    public HashSet(Collection<? extends E> c)     {        map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));        addAll(c);    }   //構造一個新的空 set，其底層 HashMap 執行個體具有指定的初始容量和指定的載入因子    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {        map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);    }    //構造一個新的空 set，其底層 HashMap 執行個體具有指定的初始容量和預設的載入因子0.75    public HashSet(int initialCapacity)    {        map = new HashMap<>(initialCapacity);    }

　　2、HashSet常用方法

　　boolean add(E e): 如果此 set 中尚未包含指定元素，則添加指定元素

public boolean add(E e)     {        //調用map的put方法，其中value值為靜態Object對象        return map.put(e, PRESENT)==null;    }

　　void clear():從此 set 中移除所有元素

 public void clear()     {        map.clear();    }

　　Object clone():返回此 HashSet 執行個體的淺表副本

 public Object clone()    {        try         {            //調用父類的clone方法            HashSet<E> newSet = (HashSet<E>) super.clone();            newSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone();            return newSet;        }         catch (CloneNotSupportedException e)        {            throw new InternalError(e);        }    }

　　boolean contains(Object o):如果此 set 包含指定元素，則返回 true

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

　　boolean isEmpty():如果此 set 不包含任何元素，則返回 true

public boolean isEmpty()     {        return map.isEmpty();    }

　　Iterator<E> iterator():返回對此 set 中元素進行迭代的迭代器

 public Iterator<E> iterator()    {        return map.keySet().iterator();    }

　　boolean remove(Object o):如果指定元素存在於此 set 中，則將其移除

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

　　int size():返回此 set 中的元素的數量

    public int size()     {        return map.size();    }

三、HashSet的應用範例程式碼

public class HashSetDemo{    public static void main(String[] args)    {        HashSet<String> hs1 = new HashSet<>();   //無參建構函式建立一個預設大小為16，裝載因子為0.75的HashSet        System.out.println("調用add函數");        hs1.add("Hello");        hs1.add("World");        hs1.add("nihao");                HashSet<String> hs2 = new HashSet<>(hs1); //構造一個包含hs1中元素的HashSet                System.out.println("調用remove函數");        hs1.remove("Hello");        for(String str:hs1)            System.out.println(str);            System.out.println("調用clone函數");        HashSet<String> hs3=(HashSet<String>) hs2.clone();        for(String str:hs3)            System.out.println(str);                System.out.println("利用迭代器遍曆HashSet中元素");        Iterator<String> it=hs2.iterator();        while(it.hasNext())        {            System.out.println(it.next());        }                System.out.println("調用size函數");                System.out.print(hs2.size());    }}

　　執行結果

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