集合家族——HashSet

2023-12-30 19:45:58

一、概述

　　对于 HashSet 而言，它是基于 HashMap 来实现的，底层采用 HashMap 来保存元素。所以只要懂得Hashmap，HashSet就很简单了

二、特点

　　2.1 无序性

　　2.2 不可重复性

　　2.3 HashSet 不是线程安全的

　　2.4 集合元素可以是 null

三、定义

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

　　HashSet 继承 AbstractSet 类，实现 Set、Cloneable、Serializable 接口。其中 AbstractSet 提供 Set 接口的骨干实现，从而最大限度地减少了实现此接口所需的工作。Set 接口是一种不包括重复元素的 Collection，它维持它自己的内部排序，所以随机访问没有任何意义。

　　3.1 基本属性　　

 //基于HashMap实现，底层使用HashMap保存所有元素
            private transient HashMap<E,Object> map;

            //定义一个Object对象作为HashMap的value
            private static final Object PRESENT = new Object();

　　3.2 构造方法

 /**
             * 默认构造函数
             * 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。
             */
            public HashSet() {
                map = new HashMap<>();
            }

            /**
             * 构造一个包含指定 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);
            }

            /**
             * 构造一个新的空 set，其底层 HashMap 实例具有指定的初始容量和指定的加载因子
             */
            public HashSet(int initialCapacity, float  loadFactor) {
                map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
            }

            /**
             * 构造一个新的空 set，其底层 HashMap 实例具有指定的初始容量和默认的加载因子（0.75）。
             */
             public HashSet(int initialCapacity) {
               map = new HashMap<>(initialCapacity);
            }

            /**
             * 在API中我没有看到这个构造函数，今天看源码才发现 （原来访问权限为包权限，不对外公开的）
             * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个新的空链接哈希集合。
             * dummy 为标识 该构造函数主要作用是对LinkedHashSet起到一个支持作用
             */
            HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
               map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
            }

四、方法

　　4.1 iterator()

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

　　iterator() 方法返回对此 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。底层调用 HashMap 的 keySet 返回所有的 key，这点反应了 HashSet 中的所有元素都是保存在 HashMap 的 key 中，value 则是使用的 PRESENT 对象，该对象为 static final。

　　4.2 size()

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

　　size() 返回此 set 中的元素的数量（set 的容量）。底层调用 HashMap的 size 方法，返回 HashMap 容器的大小。

　　4.3 contains()

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

　　contains()，判断某个元素是否存在于 HashSet() 中，存在返回 true，否则返回 false。更加确切的讲应该是要满足这种关系才能返回true：(o==null ? e==null : o.equals(e))。底层调用 containsKey 判断 HashMap 的 key 值是否为空。

　　4.4 add()　

　　我们向HashSet中添加元素a,首先调用元素a所在类的hashCode()方法，计算元素a的哈希值，
　　此哈希值接着通过某种算法计算出在HashSet底层数组中的存放位置（即为：索引位置），判断
　　数组此位置上是否已经有元素：
　　　　如果此位置上没有其他元素，则元素a添加成功。 --->情况1
　　　　如果此位置上有其他元素b(或以链表形式存在的多个元素），则比较元素a与元素b的hash值：
　　　　如果hash值不相同，则元素a添加成功。--->情况2
　　　　如果hash值相同，进而需要调用元素a所在类的equals()方法：
　　　　　　equals()返回true,元素a添加失败
　　　　　　equals()返回false,则元素a添加成功。--->情况2

　　对于添加成功的情况2和情况3而言：元素a 与已经存在指定索引位置上数据以链表的方式存储。
　　jdk 7 :元素a放到数组中，指向原来的元素。
　　jdk 8 :原来的元素在数组中，指向元素a
　　总结：七上八下

　　HashSet底层：数组+链表的结构。

五、HashSet注意

　　向Set(主要指：HashSet、LinkedHashSet)中添加的数据，其所在的类一定要重写hashCode()和equals()

六、简谈LinkedHashSet

LinkedHashSet 是 HashSet 的子类
LinkedHashSet 根据元素的 hashCode 值来决定元素的存储位置，但它同时使用双向链表维护元素的次序，这使得元素看起来是以插入顺序保存的。
LinkedHashSet插入性能略低于 HashSet，但在迭代访问 Set 里的全部元素时有很好的性能。
LinkedHashSet 不允许集合元素重复。

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